2分钟了解ReentrantReadWriteLock

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概念

顾名思义,ReentrantReadWriteLock名为“可重入读写”,它维护两个锁:读锁和写锁。在没有写锁的情况下,读锁允许多个线程同时访问,而写锁是独占的,

ReentrantReadWriteLock主要特性有以下几个:

  • 公平性。支持公平锁和非公平锁,默认是非公平锁。非公平锁比公平锁有更高的吞吐量。

  • 可重入。允许读锁可写锁可重入。写锁可以获得读锁,读锁不能获得写锁。读写锁最多支持65535个递归写入锁和65535个递归读取锁(这里有个需要注意的地方,ReentrantLock的可重入次数为2^32-1,而ReentrantReadWriteLock可重入次数为2^16-1=65535,为啥呢?这是因为ReentrantReadWriteLock将AQS中的state域分成了两部分,读锁和写锁各占16位,具体可以往下看)。

  • 锁降级。在获得写锁的情况下再获得读锁(这和写锁是独占的并不冲突,这里是指一个线程可以活得写锁再获得读锁,独占是指多个线程之间),然后释放写锁称为锁降级,反之称为锁升级。允许写锁降低为读锁,反之不允许。

使用

ReentrantReadWriteLock可以用来提高某些集合的并发性能。当集合比较大,并且读比写频繁时,可以使用该类。

读写锁的简单示例如下:

class Cache{
static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
static ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
static Lock r = rwLock.readLock();
static Lock w = rwLock.writeLock();
//获取一个key对应的value
public static final Object get(String key){
r.lock();
try {
return map.get(key);
}finally {
r.unlock();
}
}
//设置key对应的value值
public static final Object put(String key, Object value){
w.lock();
try {
return map.put(key, value);
}finally {
w.unlock();
}
}
//清空所有内容
public static final void clear(){
w.lock();
try {
map.clear();
}finally {
w.unlock();
}
}
}

锁降级的示例如下:

class LockDec{
static ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
static Lock readLock = rwLock.readLock();
static Lock writeLock = rwLock.writeLock();
public volatile boolean update = false;
public void processData(){
readLock.lock();
if (!update){
//必须先释放读锁
readLock.unlock();
//锁降级从写锁获取到开始
writeLock.lock();
try {
if (!update){
//准备数据的流程
update = true;
}
readLock.lock();
}finally {
writeLock.unlock();
}
//锁降级完成,写锁降级为读锁
}
try {
//使用数据的流程
}finally {
readLock.unlock();
}
}
}

当数据发生变更后 ,update变量被设置为true,此时所有访问processData()方法的线程都能感知到变化。

基本原理

ReentrantReadWriteLock底层也是使用AQS实现的,但是AQS中只有一个state域,这样就有了几个问题:

  • AQS只有一个状态,那么如何表示 多个读锁 与 单个写锁 呢?

  • ReentrantLock 里,状态值表示重入计数,现在如何在AQS里表示每个读锁、写锁的重入次数呢?

  • 如何实现读锁、写锁的公平性呢?

ReentrantReadWriteLock的解决办法总结起来有以下几个:

  • 将state域按位分成两部分,高位部分表示读锁,低位表示写锁,由于写锁只有一个,所以写锁的重入计数也解决了,这也会导致写锁可重入的次数减小(前面提到的2^16-1)。

  • 读锁是共享锁,可以同时有多个,那么只靠一个state来计算锁的重入次数是不行的。ReentrantReadWriteLock是通过一个HoldCounter的类来实现的,这个类中有一个count计数器,同时该类通过ThreadLocal关键字被修饰为线程私有变量,那么每个线程都保留一份对读锁的重入次数。

2分钟了解ReentrantReadWriteLock

2分钟了解ReentrantReadWriteLock

原文 

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NjgxMjQ5Mg==&mid=2665764751&idx=1&sn=208f1668d359639058f4ee06b61c88c7

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