java读写锁解读

2023-10-15 10:17:02 浏览数 (1)

读写锁介绍

现实中有这样一种场景:对共享资源有读和写的操作,且写操作没有读操作那 么频繁。在没有写操作的时候,多个线程同时读一个资源没有任何问题,所以 应该允许多个线程同时读取共享资源;但是如果一个线程想去写这些共享资源, 就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。

针对这种场景,JAVA 的并发包提供了读写锁 ReentrantReadWriteLock, 它表示两个锁,一个是读操作相关的锁,称为共享锁;一个是写相关的锁,称为排他锁

1. 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(可重入锁)。

2. 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

而读写锁有以下三个重要的特性:

(1)公平选择性:支持非公平(默认)和公平的锁获取方式,吞吐量还是非公平优于公平。 (2)重进入:读锁和写锁都支持线程重进入。 (3)锁降级:遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序,写锁能够降级成为 读锁。

ReentrantReadWriteLock 

代码语言:javascript复制
public class ReentrantReadWriteLock implements ReadWriteLock,
        java.io.Serializable {
    /**
     * 读锁
     */
    private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;

    /**
     * 写锁
     */
    private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
    final Sync sync;

    /**
     * 使用默认(非公平)的排序属性创建一个新的
     * ReentrantReadWriteLock
     */
    public ReentrantReadWriteLock() {
        this(false);
    }

    /**
     * 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock
     */
    public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        readerLock = new ReadLock(this);
        writerLock = new WriteLock(this);


    }

    /**
     * 返回用于写入操作的锁
     */
    public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() {
        return
                writerLock;
    }

    /**
     * 返回用于读取操作的锁
     */
    public ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock() {
        return
                readerLock;
    }

    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    }

    static final class NonfairSync extends Sync {
    }

    static final class FairSync extends Sync {
    }

    public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
    }

    public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {
    }
} 

可以看到,ReentrantReadWriteLock 实现了 ReadWriteLock 接口, ReadWriteLock 接口定义了获取读锁和写锁的规范,具体需要实现类去实现; 同时其还实现了 Serializable 接口,表示可以进行序列化,在源代码中可以看 到 ReentrantReadWriteLock 实现了自己的序列化逻辑。  

入门案例

场景: 使用 ReentrantReadWriteLock 对一个 hashmap 进行读和写操作

代码语言:javascript复制
class  MyCache{
    //创建map集合
    private  volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();

    //创建读写锁对象
     private ReadWriteLock rw=new ReentrantReadWriteLock();
    //放对象
     public void put(String key,Object value){
         rw.writeLock().lock();
         try {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() "正在进行操作");
             TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
             map.put(key,value);
             System.out.println("操作完成");
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
           rw.writeLock().unlock();
         }
     }
     //取对象
    public Object get(String key){
         Object result=null;
         try {
             rw.readLock().lock();
             System.out.println(Thread.currentThread().getName()   "正在取值");
              TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
              result=map.get(key);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }finally {
             rw.readLock().unlock();
         }
         return  result;
    }
}

小结 

• 在线程持有读锁的情况下,该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候,如果发 现当前的读锁被占用,就马上获取失败,不管读锁是不是被当前线程持有)。

• 在线程持有写锁的情况下,该线程可以继续获取读锁(获取读锁时如果发现写 锁被占用,只有写锁没有被当前线程占用的情况才会获取失败)。

原因: 当线程获取读锁的时候,可能有其他线程同时也在持有读锁,因此不能把 获取读锁的线程“升级”为写锁;而对于获得写锁的线程,它一定独占了读写锁,因此可以继续让它获取读锁,当它同时获取了写锁和读锁后,还可以先释 放写锁继续持有读锁,这样一个写锁就“降级”为了读锁。

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