java中ReentrantReadWriteLock讀寫鎖的使用


      Lock比傳統線程模型中的synchronized方式更加面向對象,與生活中的鎖類似,鎖本身也應該是一個對象。兩個線程執行的代碼片段要實現同步互斥的效果,它們必須用同一個Lock對象。

  讀寫鎖:分為讀鎖和寫鎖,多個讀鎖不互斥,讀鎖與寫鎖互斥,這是由jvm自己控制的,你只要上好相應的鎖即可。如果你的代碼只讀數據,可以很多人同時讀,但不能同時寫,那就上讀鎖;如果你的代碼修改數據,只能有一個人在寫,且不能同時讀取,那就上寫鎖。總之,讀的時候上讀鎖,寫的時候上寫鎖!

  ReentrantReadWriteLock會使用兩把鎖來解決問題,一個讀鎖,一個寫鎖
線程進入讀鎖的前提條件:
    沒有其他線程的寫鎖,
    沒有寫請求或者有寫請求,但調用線程和持有鎖的線程是同一個

線程進入寫鎖的前提條件:
    沒有其他線程的讀鎖
    沒有其他線程的寫鎖

到ReentrantReadWriteLock,首先要做的是與ReentrantLock划清界限。它和后者都是單獨的實現,彼此之間沒有繼承或實現的關系。然后就是總結這個鎖機制的特性了: 
     (a).重入方面其內部的WriteLock可以獲取ReadLock,但是反過來ReadLock想要獲得WriteLock則永遠都不要想。 
     (b).WriteLock可以降級為ReadLock,順序是:先獲得WriteLock再獲得ReadLock,然后釋放WriteLock,這時候線程將保持Readlock的持有。反過來ReadLock想要升級為WriteLock則不可能,為什么?參看(a),呵呵. 
     (c).ReadLock可以被多個線程持有並且在作用時排斥任何的WriteLock,而WriteLock則是完全的互斥。這一特性最為重要,因為對於高讀取頻率而相對較低寫入的數據結構,使用此類鎖同步機制則可以提高並發量。 
     (d).不管是ReadLock還是WriteLock都支持Interrupt,語義與ReentrantLock一致。 
     (e).WriteLock支持Condition並且與ReentrantLock語義一致,而ReadLock則不能使用Condition,否則拋出UnsupportedOperationException異常。 

下面看一個讀寫鎖的例子:

package com.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Queue3 q3 = new Queue3();
        for(int i=0;i<3;i++)
        {
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.get();                        
                    }
                }
                
            }.start();
        }
        for(int i=0;i<3;i++)
        {        
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.put(new Random().nextInt(10000));
                    }
                }            
                
            }.start();    
        }
    }
}

class Queue3{
    private Object data = null;//共享數據,只能有一個線程能寫該數據,但可以有多個線程同時讀該數據。
    private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public void get(){
        rwl.readLock().lock();//上讀鎖,其他線程只能讀不能寫
        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(); //釋放讀鎖,最好放在finnaly里面
    }
    
    public void put(Object data){

        rwl.writeLock().lock();//上寫鎖,不允許其他線程讀也不允許寫
        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();//釋放寫鎖    
    }
}

  

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

  下面使用讀寫鎖模擬一個緩存器:

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>();//緩存器
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public static void main(String[] args) {
        
    }
    public Object get(String id){
        Object value = null;
        rwl.readLock().lock();//首先開啟讀鎖,從緩存中去取
        try{
            value = map.get(id); 
            if(value == null){  //如果緩存中沒有釋放讀鎖,上寫鎖
                rwl.readLock().unlock();
                rwl.writeLock().lock();
                try{
                    if(value == null){
                        value = "aaa";  //此時可以去數據庫中查找,這里簡單的模擬一下
                    }
                }finally{
                    rwl.writeLock().unlock(); //釋放寫鎖
                }
                rwl.readLock().lock(); //然后再上讀鎖
            }
        }finally{
            rwl.readLock().unlock(); //最后釋放讀鎖
        }
        return value;
    }

}

  


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