一 引言

在多线程的环境下,对同一份数据进行读写,会涉及到线程安全的问题。比如在一个线程读取数据的时候,另外一个线程在写数据,而导致前后数据的不一致性;一个线程在写数据的时候,另一个线程也在写,同样也会导致线程前后看到的数据的不一致性。这时候可以在读写方法中加入互斥锁,任何时候只能允许一个线程的一个读或写操作,而不允许其他线程的读或写操作,这样是可以解决这样以上的问题,但是效率却大打折扣了。因为在真实的业务场景中,一份数据,读取数据的操作次数通常高于写入数据的操作,而线程与线程间的读读操作是不涉及到线程安全的问题,没有必要加入互斥锁,只要在读-写,写-写期间上锁就行了

读写锁:分为读锁和写锁,多个读锁不互斥,读锁与写锁互斥,这是由jvm自己控制的。

ReentrantReadWriteLock是可重入的读写锁,允许多个读线程获得ReadLock,但只允许一个写线程获得WriteLock

二 准备

读写锁的机制:

   "读-读" 不互斥
   "读-写" 互斥
   "写-写" 互斥
 
ReentrantReadWriteLock不支持锁升级(从读锁变成写锁)
ReadWriteLock rtLock = new ReentrantReadWriteLock();
rtLock.readLock().lock();
System.out.println("get readLock.");
rtLock.writeLock().lock();
System.out.println("blocking");

锁升级

这个代码会死锁,没释放读锁就去申请写锁

ReentrantReadWriteLock支持锁降级(从写锁变成读锁)
ReadWriteLock rtLock = new ReentrantReadWriteLock();
rtLock.writeLock().lock();
System.out.println("writeLock"); rtLock.readLock().lock();
System.out.println("get read lock");

锁降级

  以上这段代码虽然不会导致死锁,但没有正确的释放锁。从写锁降级成读锁,并不会自动释放当前线程获取的写锁,仍然需要显示的释放,否则别的线程永远也获取不到写锁。

三 javadoc的例子

 class CachedData {
Object data;
volatile boolean cacheValid;
final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); public void processCachedData() {
rwl.readLock().lock();
if (!cacheValid) {
// Must release read lock before acquiring write lock
rwl.readLock().unlock();
rwl.writeLock().lock();
try {
// Recheck state because another thread might have,acquired write lock and changed state before we did.
if (!cacheValid) {
data = ...
cacheValid = true;
}
// 在释放写锁之前通过获取读锁降级写锁(注意此时还没有释放写锁)
rwl.readLock().lock();
} finally {
rwl.writeLock().unlock(); // 释放写锁而此时已经持有读锁
}
} try {
use(data);
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}

ReadWriteLock实例

注意最后的释放写锁「line21」,在之前是要加读锁「line19」的,因为在get过程中,可能有其他线程竞争到锁或是更新数据,会产生脏读。

 

四 缓存例子
 private static Map<Integer, Integer> cache = Maps.newHashMap();
private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(); public Integer get(Integer key) {
Integer value;
readWriteLock.readLock().lock();
try {
value = cache.get(key);
if (value == null) {
readWriteLock.readLock().unlock();
readWriteLock.writeLock().lock();
try {
if (value == null) {
value = 1; // 从数据库读取等
}
readWriteLock.readLock().lock();
} finally {
readWriteLock.writeLock().unlock();
}
}
} finally {
readWriteLock.readLock().unlock();
}
return value;
} public void put(Integer key, Integer value) {
readWriteLock.writeLock().lock();
cache.put(key, value);
readWriteLock.writeLock().unlock();
}

缓存

 

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