前面对ReentrantReadWriteLock源码进行了分析,可以发现,ReentrantReadWriteLock揽括了公平锁、非公平锁,读锁、写锁等并发场景下常见的实现。相对于ReentrantLock,有者本质的提升。 在ReentrantLock中,读锁和写锁都是同等地位的,读和写都是独占锁。那么在ReentrantLock中,获取锁的过程如下:
可以看到,每次只有一个线程能获取到锁。读、写没有本质的不同,这样会造成ReentrantLock的性能比较低。将所有的操作都串行化处理。 上图就是采用公平锁之后的状态。 如果用非公平的方式,在每个线程获取锁的过程中,一上来如果遇到锁释放,而其他线程还没有获得锁的情形,那么这种情况下新加入的线程就可以进行一次锁竞争,有可能会获得锁。从而避免后续的排队操作。这样相对于每个操作都排队的情况,可以提升吞吐量。 在读写锁的情况下,将读锁与写锁进行了分离,这也是与我们现实生活中对应,写锁改变数据,因此需要独占,是排他锁。而读锁不改变数据,因此多个读操作之间可以共享。这样读写锁的过程如下图:
我们可以看到,写与写之间的过程都是分开的,写操作获得锁需要等前面其他的锁释放。而读与读之间的操作都是可以共享的。因此这样就让读操作效率大大增加,从而提升了整个锁的性能。 同样,在非公平锁模式的情况下,会带来吞吐量的进一步增加。个人理解,所谓公平锁,就是排队,将所有对锁的操作都入队,然后按FIFO进行。如果是非公平锁,则会在排队之前尝试一次抢锁。这样就会打破原有的FIFO,但是能够增加吞吐量。
需要说明的是,公平锁能通过排队保证锁的FIFO,但是降低了性能。非公平锁,带来了性能的提升,但是FIFO的平衡一旦打破,就会导致部分锁的等待线程一直等待,在相对时间内无法获得锁,从而造成饥饿。 在非公平模式下,对于ReentrantReadWriteLock而言,写操作虽然具有优先级,但是还是会排队的。这样就可能造成在特殊情况下,读锁饥饿问题,如果读操作非常多,写操作比较少,这样就导致写操作的及时性会低于预期。 因此,这也是后续StampedLock被引入的原因。通过StampedLock能很好的解决锁饥饿问题。