简洁明了的ReentrantReadWriteLock总结

news2024/11/13 14:55:31

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读写锁定义为: 一个资源能够被多个读线程访问,或者被一个写线程访问,但是不能同时存在读写线程。

文章目录

    • 1、读写锁意义和特点
    • 2、特点
      • Lock 和 synchronized 的异同
    • 3、从写锁→读锁,ReentrantReadWriteLock可以降级
      • 1、读写锁降级演示
      • 2、写锁和读锁是互斥的

1、读写锁意义和特点

​ 读写锁ReentrantReadWriteLock并不是真正意义上的读写分离,它只允许读读共存,而读写和写写依然是互斥的, 大多实际场景是“读/读”线程间并不存在互斥关系,只有"读/写"线程或"写/写"线程间的操作需要互斥的。因此引入ReentrantReadWriteLock。

一个ReentrantReadWriteLock同时只能存在一个写锁但是可以存在多个读锁,但不能同时存在写锁和读锁。 也即一个资源可以被多个读操作访问或一个写操作访问,但两者不能同时进行。

只有在读多写少情境之下,读写锁才具有较高的性能体现。

在这里插入图片描述

2、特点

  • 可重入
  • 读写分离

Lock 和 synchronized 的异同

特性Locksynchronized
本质Lock锁是接口synchronized是关键字
作用范围只能作用于代码块上作用于方法和代码块上
底层基于AQS,FIFO先进先出队列实现的基于objectMonitor对象锁来实现的
支持支持公平锁和非公平锁只支持非公平锁
加锁方式非阻塞式加锁,并且支持可中断式加锁,支持超时时间加锁阻塞式加锁
加锁和解锁Lock锁有一个同步队列和支持多个等待队列(condition)在加锁和解锁时,只有一个同步队列和一个等待队列
等待和唤醒lock锁使用的是condition接口的await()和signal()方法使用的是object类中的wait()和notify()方法

3、从写锁→读锁,ReentrantReadWriteLock可以降级

《Java 并发编程的艺术》中关于锁降级的说明:

锁的严苛程度变强叫做升级,反之叫做降级

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锁降级将写入锁降级为读锁(类似Linux文件读写权限理解,就像写权限要高于读权限一样)

1、读写锁降级演示

可以降级

锁降级:遵循获取写锁→再获取读锁→再释放写锁的次序,写锁能够降级成为读锁 如果一个线程占有了写锁,在不释放写锁的情况下,它还能占有读锁,即写锁降级为读锁。

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Java8 官网说明

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重入还允许通过获取写入锁定,然后读取锁然后释放写锁从写锁到读取锁, 但是,从读锁定升级到写锁是不可能的。

锁降级是为了让当前线程感知到数据的变化,目的是保证数据可见性

/**
 * 锁降级:遵循获取写锁→再获取读锁→再释放写锁的次序,写锁能够降级成为读锁。
 *
 * 如果一个线程占有了写锁,在不释放写锁的情况下,它还能占有读锁,即写锁降级为读锁。
 */
public class LockDownGradingDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

        ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
        ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();


        writeLock.lock();
        System.out.println("-------正在写入");


        readLock.lock();
        System.out.println("-------正在读取");

        writeLock.unlock();
    }
}

如果有线程在读,那么写线程是无法获取写锁的,是悲观锁的策略

不可锁升级

线程获取读锁是不能直接升级为写入锁的。

在这里插入图片描述
在ReentrantReadWriteLock中,当读锁被使用时,如果有线程尝试获取写锁,该写线程会被阻塞。所以,需要释放所有读锁,才可获取写锁,

在这里插入图片描述
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2、写锁和读锁是互斥的

​ 写锁和读锁是互斥的(这里的互斥是指线程间的互斥,当前线程可以获取到写锁又获取到读锁,但是获取到了读锁不能继续获取写锁),这是因为读写锁要保持写操作的可见性。因为,如果允许读锁在被获取的情况下对写锁的获取,那么正在运行的其他读线程无法感知到当前写线程的操作

​ 因此,分析读写锁ReentrantReadWriteLock,会发现它有个潜在的问题:读锁全完,写锁有望;写锁独占,读写全堵如果有线程正在读,写线程需要等待读线程释放锁后才能获取写锁,见前面Case《code演示LockDownGradingDemo》即ReadWriteLock读的过程中不允许写,只有等待线程都释放了读锁,当前线程才能获取写锁,也就是写入必须等待,这是一种悲观的读锁,o(╥﹏╥)o,人家还在读着那,你先别去写,省的数据乱。

分析​StampedLock(后面详细讲解),会发现它改进之处在于:读的过程中也允许获取写锁介入(相当牛B,读和写两个操作也让你“共享”(注意引号)),这样会导致我们读的数据就可能不一致! 所以,需要额外的方法来判断读的过程中是否有写入,这是一种乐观的读锁,O(∩_∩)O哈哈~。 显然乐观锁的并发效率更高,但一旦有小概率的写入导致读取的数据不一致,需要能检测出来,再读一遍就行。

在这里插入图片描述

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