同步锁 —— ReentrantReadWriteLock

本博客系列是学习并发编程过程中的记录总结。由于文章比较多,写的时间也比较散,所以我整理了个目录贴(传送门),方便查阅。

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ReadWriteLock接口简介

ReadWriteLock接口是一个单独的接口(未继承Lock接口),该接口提供了获取读锁和写锁的方法。

所谓读写锁,是一对相关的锁——读锁和写锁,读锁用于只读操作,写锁用于写入操作。读锁可以由多个线程同时保持,而写锁是独占的,只能由一个线程获取。

接口内容

public interface ReadWriteLock {
    /**
     * Returns the lock used for reading.
     *
     * @return the lock used for reading
     */
    Lock readLock();

    /**
     * Returns the lock used for writing.
     *
     * @return the lock used for writing
     */
    Lock writeLock();
}

由于读写锁本身的实现就远比独占锁复杂,因此,读写锁比较适用于以下情形:

  1. 高频次的读操作,相对较低频次的写操作
  2. 读操作所用时间不会太短。(否则读写锁本身的复杂实现所带来的开销会成为主要消耗成本)

ReentrantReadWriteLock简介

ReentrantReadWriteLock类,顾名思义,是一种读写锁,它是ReadWriteLock接口的直接实现,该类在内部实现了具体独占锁特点的写锁,以及具有共享锁特点的读锁,和ReentrantLock一样,ReentrantReadWriteLock类也是通过定义内部类实现AQS框架的API来实现独占/共享的功能。

ReentrantReadWriteLock类具有如下特点:

支持公平/非公平策略

与ReadWriteLock类一样,ReentrantReadWriteLock对象在构造时,可以传入参数指定是公平锁还是非公平锁。

 /**
     * Creates a new {@code ReentrantReadWriteLock} with
     * default (nonfair) ordering properties.
     */
    public ReentrantReadWriteLock() {
        this(false);
    }

    /**
     * Creates a new {@code ReentrantReadWriteLock} with
     * the given fairness policy.
     *
     * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
     */
    public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        readerLock = new ReadLock(this);
        writerLock = new WriteLock(this);
    }

支持锁重入

  • 同一读线程在获取了读锁后还可以获取读锁;
  • 同一写线程在获取了写锁之后既可以再次获取写锁又可以获取读锁;

支持锁降级

所谓锁降级,就是:先获取写锁,然后获取读锁,最后释放写锁,这样写锁就降级成了读锁。但是,读锁不能升级到写锁。简言之,就是:

写锁可以降级成读锁,读锁不能升级成写锁。

Condition条件支持

ReentrantReadWriteLock的内部读锁类、写锁类实现了Lock接口,所以可以通过newCondition()方法获取Condition对象。但是这里要注意,读锁是没法获取Condition对象的,读锁调用newCondition() 方法会直接抛出UnsupportedOperationException

我们知道,condition的作用其实是对Object类的wait()notify()的增强,是为了让线程在指定对象上等待,是一种线程之间进行协调的工具。
当线程调用condition对象的await方法时,必须拿到和这个condition对象关联的锁。由于线程对读锁的访问是不受限制的(在写锁未被占用的情况下),那么即使拿到了和读锁关联的condition对象也是没有意义的,因为读线程之前不需要进行协调。

使用示例

以下是Oracle官方给出的一个例子:
使用ReentrantReadWriteLock控制对TreeMap的访问(利用读锁控制读操作的访问,利用写锁控制修改操作的访问),将TreeMap包装成一个线程安全的集合,并且利用了读写锁的特性来提高并发访问。

public class RWTreeMap {
    private final Map<String, Data> m = new TreeMap<String, Data>();
    private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    private final Lock r = rwl.readLock();
    private final Lock w = rwl.writeLock();
 
    public Data get(String key) {
        r.lock();
        try {
            return m.get(key);
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
 
    public String[] allKeys() {
        r.lock();
        try {
            return (String[]) m.keySet().toArray();
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
 
    public Data put(String key, Data value) {
        w.lock();
        try {
            return m.put(key, value);
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
 
    public void clear() {
        w.lock();
        try {
            m.clear();
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
}

参考

https://blog.csdn.net/sinat_36572927/article/details/90242379

https://cloud.tencent.com/developer/article/1461980

原文地址:https://www.cnblogs.com/54chensongxia/p/12674359.html