ReentrantReadWriteLock读写锁的使用

柔光的暖阳◎ 2022-09-21 15:22 208阅读 0赞

Lock比传统线程模型中的synchronized方式更加面向对象，与生活中的锁类似，锁本身也应该是一个对象。两个线程执行的代码片段要实现同步互斥的效果，它们必须用同一个Lock对象。

读写锁比起mutex具有更高的适用性，具有更高的并行性，可以有多个线程同时占用读模式的读写锁，但是只能有一个线程占用写模式的读写锁，**读写锁的三种状态**：  
       1.当读写锁是写加锁状态时，在这个锁被解锁之前，所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞  
       2.当读写锁在读加锁状态时，所有试图以读模式对它进行加锁的线程都可以得到访问权，但是以写模式对它进行加锁的线程将会被阻塞  
       3.当读写锁在读模式的锁状态时，如果有另外的线程试图以写模式加锁，读写锁通常会阻塞随后的读模式锁的请求，这样可以避免读模式锁长期占用，而等待的写模式锁请求则长期阻塞。  
    读写锁最适用于对数据结构的读操作次数多于写操作的场合，因为，读模式锁定时可以共享，而写模式锁定时只能某个线程独占资源，因而，读写锁也可以叫做个共享-独占锁。  
    处理读者-写者问题的两种常见策略是强读者同步(strong reader synchronization)和强写者同步(strong writer synchronization).    在强读者同步中，总是给读者更高的优先权，只要写者当前没有进行写操作，读者就可以获得访问权限；而在强写者同步中，则往往将优先权交付给写者，而读者只能等到所有正在等待的或者是正在执行的写者结束以后才能执行。关于读者-写者模型中，由于读者往往会要求查看最新的信息记录，所以航班订票系统往往会使用强写者同步策略，而图书馆查阅系统则采用强读者同步策略。

读写锁：分为读锁和写锁，多个读锁不互斥，读锁与写锁互斥，这是由jvm自己控制的，你只要上好相应的锁即可。如果你的代码只读数据，可以很多人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

ReentrantReadWriteLock会使用两把锁来解决问题，一个读锁，一个写锁  
线程进入**读锁**的前提条件：  
    没有其他线程的写锁，  
    没有写请求或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个  
  
线程进入**写锁**的前提条件：  
    没有其他线程的读锁  
    没有其他线程的写锁  
  
到ReentrantReadWriteLock，首先要做的是与ReentrantLock划清界限。它和后者都是单独的实现，彼此之间没有继承或实现的关系。然后就是总结这个锁机制的特性了：  
     (a).重入方面其内部的WriteLock可以获取ReadLock，但是反过来ReadLock想要获得WriteLock则永远都不要想。  
     (b).WriteLock可以降级为ReadLock，顺序是：先获得WriteLock再获得ReadLock，然后释放WriteLock，这时候线程将保持Readlock的持有。反过来ReadLock想要升级为WriteLock则不可能，为什么？参看(a)，呵呵.  
     (c).ReadLock可以被多个线程持有并且在作用时排斥任何的WriteLock，而WriteLock则是完全的互斥。这一特性最为重要，因为对于高读取频率而相对较低写入的数据结构，使用此类锁同步机制则可以提高并发量。  
     (d).不管是ReadLock还是WriteLock都支持Interrupt，语义与ReentrantLock一致。  
     (e).WriteLock支持Condition并且与ReentrantLock语义一致，而ReadLock则不能使用Condition，否则抛出UnsupportedOperationException异常。  
  
下面看一个读写锁的例子：

class Queue3{
        private Object data = null;//共享数据，只能有一个线程能写该数据，但可以有多个线程同时读该数据。
        private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
        public void get(){
            rwl.readLock().lock();//上读锁，其他线程只能读不能写
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to read data!");
            try {
                Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "have read data :" + data);        
            rwl.readLock().unlock(); //释放读锁，最好放在finnaly里面
        }
        
        public void put(Object data){
    
            rwl.writeLock().lock();//上写锁，不允许其他线程读也不允许写
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to write data!");                    
            try {
                Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            this.data = data;        
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " have write data: " + data);                    
            
            rwl.writeLock().unlock();//释放写锁    
        }
    }

Thread-0 be ready to read data!
    Thread-1 be ready to read data!
    Thread-2 be ready to read data!
    Thread-0have read data :null
    Thread-2have read data :null
    Thread-1have read data :null
    Thread-5 be ready to write data!
    Thread-5 have write data: 6934
    Thread-5 be ready to write data!
    Thread-5 have write data: 8987
    Thread-5 be ready to write data!
    Thread-5 have write data: 8496

下面使用读写锁模拟一个缓存器：

package com.thread;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
    import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
    
    public class CacheDemo {
        private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();//缓存器
        private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
        public static void main(String[] args) {
            
        }
        public Object get(String id){
            Object value = null;
            rwl.readLock().lock();//首先开启读锁，从缓存中去取
            try{
                value = map.get(id); 
                if(value == null){  //如果缓存中没有释放读锁，上写锁
                    rwl.readLock().unlock();
                    rwl.writeLock().lock();
                    try{
                        if(value == null){
                            value = "aaa";  //此时可以去数据库中查找，这里简单的模拟一下
                        }
                    }finally{
                        rwl.writeLock().unlock(); //释放写锁
                    }
                    rwl.readLock().lock(); //然后再上读锁
                }
            }finally{
                rwl.readLock().unlock(); //最后释放读锁
            }
            return value;
        }
    
    }

转自：[http://www.cnblogs.com/liuling/archive/2013/08/21/2013-8-21-03.html][http_www.cnblogs.com_liuling_archive_2013_08_21_2013-8-21-03.html]

[http_www.cnblogs.com_liuling_archive_2013_08_21_2013-8-21-03.html]: http://www.cnblogs.com/liuling/archive/2013/08/21/2013-8-21-03.html