【Java JUC】读写自旋锁：共享和独占 —— 基本概念、使用场景和代码示例

快来打我* 2024-03-16 12:28 8阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *   *  概念
         *  示例
         *  为什么不干脆把读操作设置为无锁？

#### 概念 ####

读写自旋锁是一种结合了**读写锁**和**自旋锁**的锁类型，可以同时支持**并发读**和**互斥写**。  
Java中可以使用**ReentrantReadWriteLock**类来实现读写可重入锁，该类提供了**读锁和写锁两种类型的锁**，都是可重入的。由于读是不对数据造成影响的，读锁是共享的，所以读锁被称为**共享锁**；由于写操作是对数据的修改，存在线程安全问题，为保证线程安全，写锁是独占的，所以写锁被称为**独占锁**。

#### 示例 ####

下面是使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁的示例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
    
    public class ReadWriteLockDemo {
        
    
        private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
    
        public void readData() {
        
            lock.readLock().lock(); // 获取读锁
            try {
        
                // 读取共享数据
            } finally {
        
                lock.readLock().unlock(); // 释放读锁
            }
        }
    
        public void writeData() {
        
            lock.writeLock().lock(); // 获取写锁
            try {
        
               // 修改或写入数据
            } finally {
        
                lock.writeLock().unlock(); // 释放写锁
            }
        }
    }

在上面的示例代码中，readData方法通过调用lock.readLock()方法获取读锁，而writeData方法则通过调用lock.writeLock()方法获取写锁。  
使用读写锁时，在读取共享数据时可以并发进行，即多个线程可以同时对同一段共享数据进行读取，而在修改或写入共享数据时，只有一个线程能进行操作，其他线程需要等待其完成。  
需要注意的是，**在使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁时，写锁拥有最高的优先级，一旦写锁被请求，那么任何读锁或写锁的请求都会被阻塞，直到写锁完全释放（写锁现参与者本身也可以申请读锁的，这种情况下，由于写锁仍然持有，读锁的申请仍然被阻塞）**。

#### 为什么不干脆把读操作设置为无锁？ ####

那么这时候我们就会有一个疑问：**既然ReentrantReadWriteLock的读锁是共享锁，那为什么不干脆把读操作设置为无锁？**  
想要弄清楚这个问题，首先要明白**写锁的机制**，写锁是一个独占锁，独占锁具有**排它性**，当一个线程持有写锁的时候，其他的线程所持有的读锁都会被阻塞（上面提到过）。  
如果我们不为读操作加锁，那么当一个线程获取写锁在修改数据的时候，我们读到了这个修改之前的数据，然后线程修改完毕，我们会发现我们读取的内容和数据是对不上的，我们读出来和实际数据不一样的这种数据，称其为**脏数据**，这样就不具有同步性了（这个问题的本质和**数据库脏读**基本一致，后面我也会发布关于数据库的文章来详细介绍）。  
但是，如果加上了读锁就不一样了，当有线程获取了写锁，在对数据进行修改的时候，其他线程获取读锁想要读取数据，就会被阻塞，等到写锁完全释放，持有读锁的线程才能读取。这样就保证了数据同步和避免读到脏数据的情况。