Java - "JUC" ReentrantReadWriteLock

Java多线程系列--“JUC锁”08之 共享锁和ReentrantReadWriteLock

ReadWriteLock 和 ReentrantReadWriteLock介绍

ReadWriteLock，顾名思义，是读写锁。它维护了一对相关的锁 — — “读取锁”和“写入锁”，一个用于读取操作，另一个用于写入操作。
“读取锁”用于只读操作，它是“共享锁”，能同时被多个线程获取。
“写入锁”用于写入操作，它是“独占锁”，写入锁只能被一个线程锁获取。
注意：不能同时存在读取锁和写入锁！
ReadWriteLock是一个接口。ReentrantReadWriteLock是它的实现类，ReentrantReadWriteLock包括子类ReadLock和WriteLock。

ReentrantLock实现了标准的互斥操作，也就是说在某一时刻只有有一个线程持有锁。ReentrantLock采用这种独占的保守锁直接，在一定程度上减低了吞吐量。在这种情况下任何的“读/读”、“读/写”、“写/写”操作都不能同时发生。然而在实际的场景中我们就会遇到这种情况：有些资源并发的访问中，它大部分时间都是执行读操作，写操作比较少，但是读操作并不影响数据的一致性，如果在进行读操作时采用独占的锁机制，这样势必会大大降低吞吐量。所以如果能够做到读写分离，那就非常完美了。

ReadWriteLock， 维护了一对相关的锁，一个用于只读操作，另一个用于写入操作。只要没有 writer，读取锁可以由多个 reader 线程同时保持。写入锁是独占的。对于ReadWriteLock而言，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。也就是说读写锁使用的场合是一个共享资源被大量读取操作，而只有少量的写操作（修改数据）。如下：

public interface ReadWriteLock {
    Lock readLock();
    Lock writeLock();
}

ReadWriteLock为一个接口，他定义了两个方法readLock、writeLock，从方法名我们就可以看出这两个方法是干嘛用的。ReentrantReadWriteLock作为ReadWriteLock的实现类，在API文档中详细介绍了它的特性。

(一) 公平性

1)、 非公平锁（默认） 这个和独占锁的非公平性一样，由于读线程之间没有锁竞争，所以读操作没有公平性和非公平性，写操作时，由于写操作可能立即获取到锁，所以会推迟一个或多个读操作或者写操作。因此非公平锁的吞吐量要高于公平锁。

2)、 公平锁 利用AQS的CLH队列，释放当前保持的锁（读锁或者写锁）时，优先为等待时间最长的那个写线程分配写入锁，当前前提是写线程的等待时间要比所有读线程的等待时间要长。同样一个线程持有写入锁或者有一个写线程已经在等待了，那么试图获取公平锁的（非重入）所有线程（包括读写线程）都将被阻塞，直到最先的写线程释放锁。如果读线程的等待时间比写线程的等待时间还有长，那么一旦上一个写线程释放锁，这一组读线程将获取锁。

(二) 重入性

1)、 读写锁允许读线程和写线程按照请求锁的顺序重新获取读取锁或者写入锁。当然了只有写线程释放了锁，读线程才能获取重入锁。

2)、 写线程获取写入锁后可以再次获取读取锁，但是读线程获取读取锁后却不能获取写入锁。

3)、 另外读写锁最多支持65535个递归写入锁和65535个递归读取锁。(为何是65535后面介绍）

(三) 锁降级

1)、 写线程获取写入锁后可以获取读取锁，然后释放写入锁，这样就从写入锁变成了读取锁，从而实现锁降级的特性。

(四) 锁升级

1)、 读取锁是不能直接升级为写入锁的。因为获取一个写入锁需要释放所有读取锁，所以如果有两个读取锁视图获取写入锁而都不释放读取锁时就会发生死锁。

(五) 锁获取中断

1)、 读取锁和写入锁都支持获取锁期间被中断。这个和独占锁一致。

(六) 条件变量

1)、 写入锁提供了条件变量(Condition)的支持，这个和独占锁一致，但是读取锁却不允许获取条件变量，将得到一个UnsupportedOperationException异常。

(七) 重入数

1)、 读取锁和写入锁的数量最大分别只能是65535（包括重入数）。

(八) 监测

1)、 此类支持一些确定是保持锁还是争用锁的方法。这些方法设计用于监视系统状态，而不是同步控制。

ReentrantReadWriteLock与ReentrantLock一样，其锁主体依然是Sync，它的读锁、写锁都是依靠Sync来实现的。所以ReentrantReadWriteLock实际上只有一个锁，只是在获取读取锁和写入锁的方式上不一    样而已，它的读写锁其实就是两个类：ReadLock、writeLock，这两个类都是lock实现。

/** 读锁 */
    private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;

    /** 写锁 */
    private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;

    final Sync sync;

    /** 使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
    public ReentrantReadWriteLock() {
        this(false);
    }

    /** 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
    public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        readerLock = new ReadLock(this);
        writerLock = new WriteLock(this);
    }

    /** 返回用于写入操作的锁 */
    public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return writerLock; }
    /** 返回用于读取操作的锁 */
    public ReentrantReadWriteLock.ReadLock  readLock()  { return readerLock; }

    public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable{
        public void lock() {
            //独占锁
            sync.acquire(1);
        }
        /**
         * 省略其余源代码
         */
    }

    public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
        public void lock() {
            //共享锁
            sync.acquireShared(1);
        }
        /**
         * 省略其余源代码
         */
    }

从上面的源代码我们可以看到WriteLock就是一个独占锁，readLock是一个共享锁，他们内部都是使用AQS的acquire、release来进行操作的。但是还是存在一些区别的。关于独占锁、共享锁，请关注前面的博客：

【Java并发编程实战】—–“J.U.C”：ReentrantLock之二lock方法分析

【Java并发编程实战】—–“J.U.C”：ReentrantLock之三unlock方法分析

【Java并发编程实战】-----“J.U.C”：Semaphore

下面LZ就ReadLock、WriteLock的获取锁（lock）、释放锁（release）进行分析。

ReentrantReadWriteLock数据结构

ReentrantReadWriteLock的UML类图如下：

从中可以看出：

(01) ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口。ReadWriteLock是一个读写锁的接口，提供了"获取读锁的readLock()函数" 和 "获取写锁的writeLock()函数"。
(02) ReentrantReadWriteLock中包含：sync对象，读锁readerLock和写锁writerLock。读锁ReadLock和写锁WriteLock都实现了Lock接口。读锁ReadLock和写锁WriteLock中也都分别包含了"Sync对象"，它们的Sync对象和ReentrantReadWriteLock的Sync对象 是一样的，就是通过sync，读锁和写锁实现了对同一个对象的访问。
(03) 和"ReentrantLock"一样，sync是Sync类型；而且，Sync也是一个继承于AQS的抽象类。Sync也包括"公平锁"FairSync和"非公平锁"NonfairSync。sync对象是"FairSync"和"NonfairSync"中的一个，默认是"NonfairSync"。

ReentrantReadWriteLock示例

 1 import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
 2 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 3
 4 public class ReadWriteLockTest1 {
 5
 6     public static void main(String[] args) {
 7         // 创建账户
 8         MyCount myCount = new MyCount("4238920615242830", 10000);
 9         // 创建用户，并指定账户
10         User user = new User("Tommy", myCount);
11
12         // 分别启动3个“读取账户金钱”的线程 和 3个“设置账户金钱”的线程
13         for (int i=0; i<3; i++) {
14             user.getCash();
15             user.setCash((i+1)*1000);
16         }
17     }
18 }
19
20 class User {
21     private String name;            //用户名
22     private MyCount myCount;        //所要操作的账户
23     private ReadWriteLock myLock;   //执行操作所需的锁对象
24
25     User(String name, MyCount myCount) {
26         this.name = name;
27         this.myCount = myCount;
28         this.myLock = new ReentrantReadWriteLock();
29     }
30
31     public void getCash() {
32         new Thread() {
33             public void run() {
34                 myLock.readLock().lock();
35                 try {
36                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" getCash start");
37                     myCount.getCash();
38                     Thread.sleep(1);
39                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" getCash end");
40                 } catch (InterruptedException e) {
41                 } finally {
42                     myLock.readLock().unlock();
43                 }
44             }
45         }.start();
46     }
47
48     public void setCash(final int cash) {
49         new Thread() {
50             public void run() {
51                 myLock.writeLock().lock();
52                 try {
53                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" setCash start");
54                     myCount.setCash(cash);
55                     Thread.sleep(1);
56                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" setCash end");
57                 } catch (InterruptedException e) {
58                 } finally {
59                     myLock.writeLock().unlock();
60                 }
61             }
62         }.start();
63     }
64 }
65
66 class MyCount {
67     private String id;         //账号
68     private int    cash;       //账户余额
69
70     MyCount(String id, int cash) {
71         this.id = id;
72         this.cash = cash;
73     }
74
75     public String getId() {
76         return id;
77     }
78
79     public void setId(String id) {
80         this.id = id;
81     }
82
83     public int getCash() {
84         System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" getCash cash="+ cash);
85         return cash;
86     }
87
88     public void setCash(int cash) {
89         System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" setCash cash="+ cash);
90         this.cash = cash;
91     }
92 }

运行结果：

Thread-0 getCash start
Thread-2 getCash start
Thread-0 getCash cash=10000
Thread-2 getCash cash=10000
Thread-0 getCash end
Thread-2 getCash end
Thread-1 setCash start
Thread-1 setCash cash=1000
Thread-1 setCash end
Thread-3 setCash start
Thread-3 setCash cash=2000
Thread-3 setCash end
Thread-4 getCash start
Thread-4 getCash cash=2000
Thread-4 getCash end
Thread-5 setCash start
Thread-5 setCash cash=3000
Thread-5 setCash end

结果说明：
(01) 观察Thread0和Thread-2的运行结果，我们发现，Thread-0启动并获取到“读取锁”，在它还没运行完毕的时候，Thread-2也启动了并且也成功获取到“读取锁”。
因此，“读取锁”支持被多个线程同时获取。
(02) 观察Thread-1,Thread-3,Thread-5这三个“写入锁”的线程。只要“写入锁”被某线程获取，则该线程运行完毕了，才释放该锁。
因此，“写入锁”不支持被多个线程同时获取。

获取共享锁

获取共享锁的思想(即lock函数的步骤)，是先通过tryAcquireShared()尝试获取共享锁。尝试成功的话，则直接返回；尝试失败的话，则通过doAcquireShared()不断的循环并尝试获取锁，若有需要，则阻塞等待。doAcquireShared()在循环中每次尝试获取锁时，都是通过tryAcquireShared()来进行尝试的。下面看看“获取共享锁”的详细流程。

1. lock()

lock()在ReadLock中，源码如下：

public void lock() {
    sync.acquireShared(1);
}

2. acquireShared()

Sync继承于AQS，acquireShared()定义在AQS中。源码如下：

public final void acquireShared(int arg) {
    if (tryAcquireShared(arg) < 0)
        doAcquireShared(arg);
}

说明：acquireShared()首先会通过tryAcquireShared()来尝试获取锁。
尝试成功的话，则不再做任何动作(因为已经成功获取到锁了)。
尝试失败的话，则通过doAcquireShared()来获取锁。doAcquireShared()会获取到锁了才返回。

3. tryAcquireShared()

tryAcquireShared()定义在ReentrantReadWriteLock.java的Sync中，源码如下：

protected final int tryAcquireShared(int unused) {
    Thread current = Thread.currentThread();
    // 获取“锁”的状态
    int c = getState();
    // 如果“锁”是“互斥锁”，并且获取锁的线程不是current线程；则返回-1。
    if (exclusiveCount(c) != 0 &&
        getExclusiveOwnerThread() != current)
        return -1;
    // 获取“读取锁”的共享计数
    int r = sharedCount(c);
    // 如果“不需要阻塞等待”，并且“读取锁”的共享计数小于MAX_COUNT；
    // 则通过CAS函数更新“锁的状态”，将“读取锁”的共享计数+1。
    if (!readerShouldBlock() &&
        r < MAX_COUNT &&
        compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
        // 第1次获取“读取锁”。
        if (r == 0) {
            firstReader = current;
            firstReaderHoldCount = 1;
        // 如果想要获取锁的线程(current)是第1个获取锁(firstReader)的线程
        } else if (firstReader == current) {
            firstReaderHoldCount++;
        } else {
            // HoldCounter是用来统计该线程获取“读取锁”的次数。
            HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
            if (rh == null || rh.tid != current.getId())
                cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
            else if (rh.count == 0)
                readHolds.set(rh);
            // 将该线程获取“读取锁”的次数+1。
            rh.count++;
        }
        return 1;
    }
    return fullTryAcquireShared(current);
}

说明：tryAcquireShared()的作用是尝试获取“共享锁”。
如果在尝试获取锁时，“不需要阻塞等待”并且“读取锁的共享计数小于MAX_COUNT”，则直接通过CAS函数更新“读取锁的共享计数”，以及将“当前线程获取读取锁的次数+1”。
否则，通过fullTryAcquireShared()获取读取锁。

int w = exclusiveCount(c);

该段代码主要是获取线程的数量的，在前面的特性里面有讲过读取锁和写入锁的数量最大分别只能是65535（包括重入数）。为何是65535呢？在前面LZ也提到过独占锁ReentrantLock中有一个state，共享锁中也有一个state，其中独占锁中的state为0或者1如果有重入，则表示重入的次数，共享锁中表示的持有锁的数量。而在ReadWriteLock中则不同，由于ReadWriteLock中存在两个锁，他们之间有联系但是也有差异，所以需要有两个state来分别表示他们。于是ReentrantReadWriteLock就将state一分二位，高16位表示共享锁的数量，低16位表示独占锁的数量。2^16 – 1 = 65535。这就是前面提过的为什么读取锁和写入锁的数量最大分别只能是65535。

4. fullTryAcquireShared()

fullTryAcquireShared()在ReentrantReadWriteLock中定义，源码如下：

final int fullTryAcquireShared(Thread current) {
    HoldCounter rh = null;
    for (;;) {
        // 获取“锁”的状态
        int c = getState();
        // 如果“锁”是“互斥锁”，并且获取锁的线程不是current线程；则返回-1。
        if (exclusiveCount(c) != 0) {
            if (getExclusiveOwnerThread() != current)
                return -1;
        // 如果“需要阻塞等待”。
        // (01) 当“需要阻塞等待”的线程是第1个获取锁的线程的话，则继续往下执行。
        // (02) 当“需要阻塞等待”的线程获取锁的次数=0时，则返回-1。
        } else if (readerShouldBlock()) {
            // 如果想要获取锁的线程(current)是第1个获取锁(firstReader)的线程
            if (firstReader == current) {
            } else {
                if (rh == null) {
                    rh = cachedHoldCounter;
                    if (rh == null || rh.tid != current.getId()) {
                        rh = readHolds.get();
                        if (rh.count == 0)
                            readHolds.remove();
                    }
                }
                // 如果当前线程获取锁的计数=0,则返回-1。
                if (rh.count == 0)
                    return -1;
            }
        }
        // 如果“不需要阻塞等待”，则获取“读取锁”的共享统计数；
        // 如果共享统计数超过MAX_COUNT，则抛出异常。
        if (sharedCount(c) == MAX_COUNT)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        // 将线程获取“读取锁”的次数+1。
        if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
            // 如果是第1次获取“读取锁”，则更新firstReader和firstReaderHoldCount。
            if (sharedCount(c) == 0) {
                firstReader = current;
                firstReaderHoldCount = 1;
            // 如果想要获取锁的线程(current)是第1个获取锁(firstReader)的线程，
            // 则将firstReaderHoldCount+1。
            } else if (firstReader == current) {
                firstReaderHoldCount++;
            } else {
                if (rh == null)
                    rh = cachedHoldCounter;
                if (rh == null || rh.tid != current.getId())
                    rh = readHolds.get();
                else if (rh.count == 0)
                    readHolds.set(rh);
                // 更新线程的获取“读取锁”的共享计数
                rh.count++;
                cachedHoldCounter = rh; // cache for release
            }
            return 1;
        }
    }
}

说明：fullTryAcquireShared()会根据“是否需要阻塞等待”，“读取锁的共享计数是否超过限制”等等进行处理。如果不需要阻塞等待，并且锁的共享计数没有超过限制，则通过CAS尝试获取锁，并返回1。

5. doAcquireShared()

doAcquireShared()定义在AQS函数中，源码如下：

private void doAcquireShared(int arg) {
    // addWaiter(Node.SHARED)的作用是，创建“当前线程”对应的节点，并将该线程添加到CLH队列中。
    final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
    boolean failed = true;
    try {
        boolean interrupted = false;
        for (;;) {
            // 获取“node”的前一节点
            final Node p = node.predecessor();
            // 如果“当前线程”是CLH队列的表头，则尝试获取共享锁。
            if (p == head) {
                int r = tryAcquireShared(arg);
                if (r >= 0) {
                    setHeadAndPropagate(node, r);
                    p.next = null; // help GC
                    if (interrupted)
                        selfInterrupt();
                    failed = false;
                    return;
                }
            }
            // 如果“当前线程”不是CLH队列的表头，则通过shouldParkAfterFailedAcquire()判断是否需要等待，
            // 需要的话，则通过parkAndCheckInterrupt()进行阻塞等待。若阻塞等待过程中，线程被中断过，则设置interrupted为true。
            if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                parkAndCheckInterrupt())
                interrupted = true;
        }
    } finally {
        if (failed)
            cancelAcquire(node);
    }
}

说明：doAcquireShared()的作用是获取共享锁。
它会首先创建线程对应的CLH队列的节点，然后将该节点添加到CLH队列中。CLH队列是管理获取锁的等待线程的队列。
如果“当前线程”是CLH队列的表头，则尝试获取共享锁；否则，则需要通过shouldParkAfterFailedAcquire()判断是否阻塞等待，需要的话，则通过parkAndCheckInterrupt()进行阻塞等待。
doAcquireShared()会通过for循环，不断的进行上面的操作；目的就是获取共享锁。需要注意的是：doAcquireShared()在每一次尝试获取锁时，是通过tryAcquireShared()来执行的！

shouldParkAfterFailedAcquire(), parkAndCheckInterrupt()等函数已经在“Java多线程系列--“JUC锁”03之 公平锁(一) ”中详细介绍过，这里就不再重复说明了。

释放共享锁

释放共享锁的思想，是先通过tryReleaseShared()尝试释放共享锁。尝试成功的话，则通过doReleaseShared()唤醒“其他等待获取共享锁的线程”，并返回true；否则的话，返回flase。

1. unlock()

public  void unlock() {
    sync.releaseShared(1);
}

说明：该函数实际上调用releaseShared(1)释放共享锁。

2. releaseShared()

releaseShared()在AQS中实现，源码如下：

public final boolean releaseShared(int arg) {
    if (tryReleaseShared(arg)) {
        doReleaseShared();
        return true;
    }
    return false;
}

说明：releaseShared()的目的是让当前线程释放它所持有的共享锁。
它首先会通过tryReleaseShared()去尝试释放共享锁。尝试成功，则直接返回；尝试失败，则通过doReleaseShared()去释放共享锁。

3. tryReleaseShared()

tryReleaseShared()定义在ReentrantReadWriteLock中，源码如下：

protected final boolean tryReleaseShared(int unused) {
    // 获取当前线程，即释放共享锁的线程。
    Thread current = Thread.currentThread();
    // 如果想要释放锁的线程(current)是第1个获取锁(firstReader)的线程，
    // 并且“第1个获取锁的线程获取锁的次数”=1，则设置firstReader为null；
    // 否则，将“第1个获取锁的线程的获取次数”-1。
    if (firstReader == current) {
        // assert firstReaderHoldCount > 0;
        if (firstReaderHoldCount == 1)
            firstReader = null;
        else
            firstReaderHoldCount--;
    // 获取rh对象，并更新“当前线程获取锁的信息”。
    } else {

        HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
        if (rh == null || rh.tid != current.getId())
            rh = readHolds.get();
        int count = rh.count;
        if (count <= 1) {
            readHolds.remove();
            if (count <= 0)
                throw unmatchedUnlockException();
        }
        --rh.count;
    }
    for (;;) {
        // 获取锁的状态
        int c = getState();
        // 将锁的获取次数-1。
        int nextc = c - SHARED_UNIT;
        // 通过CAS更新锁的状态。
        if (compareAndSetState(c, nextc))
            return nextc == 0;
    }
}

说明：tryReleaseShared()的作用是尝试释放共享锁。

4. doReleaseShared()

doReleaseShared()定义在AQS中，源码如下：

private void doReleaseShared() {
    for (;;) {
        // 获取CLH队列的头节点
        Node h = head;
        // 如果头节点不为null，并且头节点不等于tail节点。
        if (h != null && h != tail) {
            // 获取头节点对应的线程的状态
            int ws = h.waitStatus;
            // 如果头节点对应的线程是SIGNAL状态，则意味着“头节点的下一个节点所对应的线程”需要被unpark唤醒。
            if (ws == Node.SIGNAL) {
                // 设置“头节点对应的线程状态”为空状态。失败的话，则继续循环。
                if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
                    continue;
                // 唤醒“头节点的下一个节点所对应的线程”。
                unparkSuccessor(h);
            }
            // 如果头节点对应的线程是空状态，则设置“文件点对应的线程所拥有的共享锁”为其它线程获取锁的空状态。
            else if (ws == 0 &&
                     !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                continue;                // loop on failed CAS
        }
        // 如果头节点发生变化，则继续循环。否则，退出循环。
        if (h == head)                   // loop if head changed
            break;
    }
}

说明：doReleaseShared()会释放“共享锁”。它会从前往后的遍历CLH队列，依次“唤醒”然后“执行”队列中每个节点对应的线程；最终的目的是让这些线程释放它们所持有的锁。

HoldCounter

要明白HoldCounter就要先明白读锁。前面提过读锁的内在实现机制就是共享锁，对于共享锁其实我们可以稍微的认为它不是一个锁的概念，它更加像一个计数器的概念。一次共享锁操作就相当于一次计数器的操作，获取共享锁计数器+1，释放共享锁计数器-1。只有当线程获取共享锁后才能对共享锁进行释放、重入操作。所以HoldCounter的作用就是当前线程持有共享锁的数量，这个数量必须要与线程绑定在一起，否则操作其他线程锁就会抛出异常。

先看读锁获取锁的部分：

if (r == 0) {        //r == 0，表示第一个读锁线程，第一个读锁firstRead是不会加入到readHolds中
        firstReader = current;
        firstReaderHoldCount = 1;
    } else if (firstReader == current) {    //第一个读锁线程重入
        firstReaderHoldCount++;
    } else {    //非firstReader计数
        HoldCounter rh = cachedHoldCounter;        //readHoldCounter缓存
        //rh == null 或者 rh.tid != current.getId()，需要获取rh
        if (rh == null || rh.tid != current.getId())
            cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
        else if (rh.count == 0)
            readHolds.set(rh);        //加入到readHolds中
        rh.count++;        //计数+1
    }

这里为什么要搞一个firstRead、firstReaderHoldCount呢？而不是直接使用else那段代码？这是为了一个效率问题，firstReader是不会放入到readHolds中的，如果读锁仅有一个的情况下就会避免查找readHolds。可能就看这个代码还不是很理解HoldCounter。我们先看firstReader、firstReaderHoldCount的定义：

private transient Thread firstReader = null;
private transient int firstReaderHoldCount;

这两个变量比较简单，一个表示线程，当然该线程是一个特殊的线程，一个是firstReader的重入计数。

HoldCounter的定义：

static final class HoldCounter {
            int count = 0;
            final long tid = Thread.currentThread().getId();
        }

在HoldCounter中仅有count和tid两个变量，其中count代表着计数器，tid是线程的id。但是如果要将一个对象和线程绑定起来仅记录tid肯定不够的，而且HoldCounter根本不能起到绑定对象的作用，只是记录线程tid而已。

诚然，在java中，我们知道如果要将一个线程和对象绑定在一起只有ThreadLocal才能实现。所以如下：

static final class ThreadLocalHoldCounter
            extends ThreadLocal<HoldCounter> {
            public HoldCounter initialValue() {
                return new HoldCounter();
            }
        }

ThreadLocalHoldCounter继承ThreadLocal，并且重写了initialValue方法。

故而，HoldCounter应该就是绑定线程上的一个计数器，而ThradLocalHoldCounter则是线程绑定的ThreadLocal。从上面我们可以看到ThreadLocal将HoldCounter绑定到当前线程上，同时HoldCounter也持有线程Id，这样在释放锁的时候才能知道ReadWriteLock里面缓存的上一个读取线程（cachedHoldCounter）是否是当前线程。这样做的好处是可以减少ThreadLocal.get()的次数，因为这也是一个耗时操作。需要说明的是这样HoldCounter绑定线程id而不绑定线程对象的原因是避免HoldCounter和ThreadLocal互相绑定而GC难以释放它们（尽管GC能够智能的发现这种引用而回收它们，但是这需要一定的代价），所以其实这样做只是为了帮助GC快速回收对象而已（引自[1]）。

公平共享锁和非公平共享锁

和互斥锁ReentrantLock一样，ReadLock也分为公平锁和非公平锁。

公平锁和非公平锁的区别，体现在判断是否需要阻塞的函数readerShouldBlock()是不同的。
公平锁的readerShouldBlock()的源码如下：

final boolean readerShouldBlock() {
    return hasQueuedPredecessors();
}

在公平共享锁中，如果在当前线程的前面有其他线程在等待获取共享锁，则返回true；否则，返回false。
非公平锁的readerShouldBlock()的源码如下：

final boolean readerShouldBlock() {
    return apparentlyFirstQueuedIsExclusive();
}

在非公平共享锁中，它会无视当前线程的前面是否有其他线程在等待获取共享锁。只要该非公平共享锁对应的线程不为null，则返回true。