简洁明了的ReentrantReadWriteLock总结

news2024/11/23 12:30:15

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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	Lock	synchronized
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

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。

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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，

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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。

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