多线程编程_读写锁ReadWriteLock

Lock比传统线程模型中的synchronized方式更加面向对象，与生活中的锁类似，锁本身也应该是一个对象。两个线程执行的代码片段要实现同步互斥的效果，它们必须用同一个Lock对象。

　　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，你只要上好相应的锁即可。如果你的代码只读数据，可以很多人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

　　ReentrantReadWriteLock会使用两把锁来解决问题，一个读锁，一个写锁
线程进入读锁的前提条件：
    没有其他线程的写锁，
    没有写请求或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个

线程进入写锁的前提条件：
    没有其他线程的读锁
    没有其他线程的写锁

到ReentrantReadWriteLock，首先要做的是与ReentrantLock划清界限。它和后者都是单独的实现，彼此之间没有继承或实现的关系。然后就是总结这个锁机制的特性了： 
     (a).重入方面其内部的WriteLock可以获取ReadLock，但是反过来ReadLock想要获得WriteLock则永远都不要想。 
     (b).WriteLock可以降级为ReadLock，顺序是：先获得WriteLock再获得ReadLock，然后释放WriteLock，这时候线程将保持Readlock的持有。反过来ReadLock想要升级为WriteLock则不可能，为什么？参看(a)，呵呵. 
     (c).ReadLock可以被多个线程持有并且在作用时排斥任何的WriteLock，而WriteLock则是完全的互斥。这一特性最为重要，因为对于高读取频率而相对较低写入的数据结构，使用此类锁同步机制则可以提高并发量。 
     (d).不管是ReadLock还是WriteLock都支持Interrupt，语义与ReentrantLock一致。 
     (e).WriteLock支持Condition并且与ReentrantLock语义一致，而ReadLock则不能使用Condition，否则抛出UnsupportedOperationException异常。

package com.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Queue3 q3 = new Queue3();
        for(int i=0;i<3;i++)
        {
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.get();
                    }
                }

            }.start();
        }
        for(int i=0;i<3;i++)
        {
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.put(new Random().nextInt(10000));
                    }
                }            

            }.start();
        }
    }
}

class Queue3{
    private Object data = null;//共享数据，只能有一个线程能写该数据，但可以有多个线程同时读该数据。
    private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public void get(){
        rwl.readLock().lock();//上读锁，其他线程只能读不能写
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to read data!");
        try {
            Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "have read data :" + data);
        rwl.readLock().unlock(); //释放读锁，最好放在finnaly里面
    }

    public void put(Object data){

        rwl.writeLock().lock();//上写锁，不允许其他线程读也不允许写
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to write data!");
        try {
            Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.data = data;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " have write data: " + data);                    

        rwl.writeLock().unlock();//释放写锁
    }
}

结果

Thread-0 be ready to read data!
Thread-1 be ready to read data!
Thread-2 be ready to read data!
Thread-0have read data :null
Thread-2have read data :null
Thread-1have read data :null
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 6934
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 8987
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 8496

下面使用读写锁模拟一个缓存器：

package com.thread;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class CacheDemo {
    private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();//缓存器
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public static void main(String[] args) {

    }
    public Object get(String id){
        Object value = null;
        rwl.readLock().lock();//首先开启读锁，从缓存中去取
        try{
            value = map.get(id);
            if(value == null){  //如果缓存中没有释放读锁，上写锁
                rwl.readLock().unlock();
                rwl.writeLock().lock();
                try{
                    if(value == null){
                        value = "aaa";  //此时可以去数据库中查找，这里简单的模拟一下
                    }
                }finally{
                    rwl.writeLock().unlock(); //释放写锁
                }
                rwl.readLock().lock(); //然后再上读锁
            }
        }finally{
            rwl.readLock().unlock(); //最后释放读锁
        }
        return value;
    }

}

 

Java提供了读写锁，在读的地方使用读锁，在写的地方使用写锁，灵活控制，如果没有写锁的情况下，读是无阻塞的,在一定程度上提高了程序的执行效率。

 

Java中读写锁有个接口java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock，也有具体的实现ReentrantReadWriteLock，详细的API可以查看JavaAPI文档。

ReentrantReadWriteLock 和 ReentrantLock 不是继承关系，但都是基于 AbstractQueuedSynchronizer 来实现。

lock方法 是基于CAS 来实现的

注意： 在同一线程中，持有读锁后，不能直接调用写锁的lock方法 ，否则会造成死锁。、

代码如下：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Test {
         public static void main(String[] args) {
                 //创建并发访问的账户
                 MyCount myCount = new MyCount("95599200901215522", 10000);
                 //创建一个锁对象
                 ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(false);
                 //创建一个线程池
                 ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                 //创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取，好热闹啊
                 User u1 = new User("张三", myCount, -4000, lock, false);
                 User u2 = new User("张三他爹", myCount, 6000, lock, false);
                 User u3 = new User("张三他弟", myCount, -8000, lock, false);
                 User u4 = new User("张三", myCount, 800, lock, false);
                 User u5 = new User("张三他爹", myCount, 0, lock, true);
                 //在线程池中执行各个用户的操作
                 pool.execute(u1);
                 pool.execute(u2);
                 pool.execute(u3);
                 pool.execute(u4);
                 pool.execute(u5);
                 //关闭线程池
                 pool.shutdown();
         }
}

class User implements Runnable {
         private String name;                 //用户名
         private MyCount myCount;         //所要操作的账户
         private int iocash;                 //操作的金额，当然有正负之分了
         private ReadWriteLock myLock;                 //执行操作所需的锁对象
         private boolean ischeck;         //是否查询

         User(String name, MyCount myCount, int iocash, ReadWriteLock myLock, boolean ischeck) {
                 this.name = name;
                 this.myCount = myCount;
                 this.iocash = iocash;
                 this.myLock = myLock;
                 this.ischeck = ischeck;
         }

         public void run() {
                 if (ischeck) {
                         //获取读锁
                         myLock.readLock().lock();
                         System.out.println("读：" + name + "正在查询" + myCount + "账户，当前金额为" + myCount.getCash());
                         //释放读锁
                         myLock.readLock().unlock();
                 } else {
                         //获取写锁
                         myLock.writeLock().lock();
                         //执行现金业务
                         System.out.println("写：" + name + "正在操作" + myCount + "账户，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());
                         myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);
                         System.out.println("写：" + name + "操作" + myCount + "账户成功，金额为" + iocash +"，当前金额为" + myCount.getCash());
                         //释放写锁
                         myLock.writeLock().unlock();
                 }
         }
}

class MyCount {
         private String oid;         //账号
         private int cash;             //账户余额

         MyCount(String oid, int cash) {
                 this.oid = oid;
                 this.cash = cash;
         }

         public String getOid() {
                 return oid;
         }

         public void setOid(String oid) {
                 this.oid = oid;
         }

         public int getCash() {
                 return cash;
         }

         public void setCash(int cash) {
                 this.cash = cash;
         }

         @Override
         public String toString() {
                 return "MyCount{" +
                                 "oid='" + oid + '\'' +
                                 ", cash=" + cash +
                                 '}';
         }
}

结果

写：张三正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=10000}账户，金额为-4000，当前金额为10000
写：张三操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=6000}账户成功，金额为-4000，当前金额为6000
写：张三他弟正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=6000}账户，金额为-8000，当前金额为6000
写：张三他弟操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=-2000}账户成功，金额为-8000，当前金额为-2000
写：张三正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=-2000}账户，金额为800，当前金额为-2000
写：张三操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=-1200}账户成功，金额为800，当前金额为-1200
读：张三他爹正在查询MyCount{oid='95599200901215522', cash=-1200}账户，当前金额为-1200
写：张三他爹正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=-1200}账户，金额为6000，当前金额为-1200
写：张三他爹操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=4800}账户成功，金额为6000，当前金额为4800

Process finished with exit code 0