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【轉載】ReentrantReadWriteLock讀寫鎖的使用

Lock比傳統執行緒模型中的synchronized方式更加面向物件,與生活中的鎖類似,鎖本身也應該是一個物件。兩個執行緒執行的程式碼片段要實現同步互斥的效果,它們必須用同一個Lock物件。

  讀寫鎖:分為讀鎖和寫鎖,多個讀鎖不互斥,讀鎖與寫鎖互斥,這是由jvm自己控制的,你只要上好相應的鎖即可。如果你的程式碼只讀資料,可以很多人同時讀,但不能同時寫,那就上讀鎖;如果你的程式碼修改資料,只能有一個人在寫,且不能同時讀取,那就上寫鎖。總之,讀的時候上讀鎖,寫的時候上寫鎖!

  ReentrantReadWriteLock會使用兩把鎖來解決問題,一個讀鎖,一個寫鎖
執行緒進入讀鎖的前提條件:
    沒有其他執行緒的寫鎖,
    沒有寫請求或者有寫請求,但呼叫執行緒和持有鎖的執行緒是同一個

執行緒進入寫鎖的前提條件:
    沒有其他執行緒的讀鎖
    沒有其他執行緒的寫鎖

到ReentrantReadWriteLock,首先要做的是與ReentrantLock劃清界限。它和後者都是單獨的實現,彼此之間沒有繼承或實現的關係。然後就是總結這個鎖機制的特性了: 


     (a).重入方面其內部的WriteLock可以獲取ReadLock,但是反過來ReadLock想要獲得WriteLock則永遠都不要想。 
     (b).WriteLock可以降級為ReadLock,順序是:先獲得WriteLock再獲得ReadLock,然後釋放WriteLock,這時候執行緒將保持Readlock的持有。反過來ReadLock想要升級為WriteLock則不可能,為什麼?參看(a),呵呵. 
     (c).ReadLock可以被多個執行緒持有並且在作用時排斥任何的WriteLock,而WriteLock則是完全的互斥。這一特性最為重要,因為對於高讀取頻率而相對較低寫入的資料結構,使用此類鎖同步機制則可以提高併發量。 

     (d).不管是ReadLock還是WriteLock都支援Interrupt,語義與ReentrantLock一致。 
     (e).WriteLock支援Condition並且與ReentrantLock語義一致,而ReadLock則不能使用Condition,否則丟擲UnsupportedOperationException異常。 

下面看一個讀寫鎖的例子:

複製程式碼
 1 package com.thread;
 2 
 3 import java.util.Random;
 4 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
5 6 public class ReadWriteLockTest { 7 public static void main(String[] args) { 8 final Queue3 q3 = new Queue3(); 9 for(int i=0;i<3;i++) 10 { 11 new Thread(){ 12 public void run(){ 13 while(true){ 14 q3.get(); 15 } 16 } 17 18 }.start(); 19 } 20 for(int i=0;i<3;i++) 21 { 22 new Thread(){ 23 public void run(){ 24 while(true){ 25 q3.put(new Random().nextInt(10000)); 26 } 27 } 28 29 }.start(); 30 } 31 } 32 } 33 34 class Queue3{ 35 private Object data = null;//共享資料,只能有一個執行緒能寫該資料,但可以有多個執行緒同時讀該資料。 36 private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); 37 public void get(){ 38 rwl.readLock().lock();//上讀鎖,其他執行緒只能讀不能寫 39 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to read data!"); 40 try { 41 Thread.sleep((long)(Math.random()*1000)); 42 } catch (InterruptedException e) { 43 e.printStackTrace(); 44 } 45 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "have read data :" + data); 46 rwl.readLock().unlock(); //釋放讀鎖,最好放在finnaly裡面 47 } 48 49 public void put(Object data){ 50 51 rwl.writeLock().lock();//上寫鎖,不允許其他執行緒讀也不允許寫 52 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to write data!"); 53 try { 54 Thread.sleep((long)(Math.random()*1000)); 55 } catch (InterruptedException e) { 56 e.printStackTrace(); 57 } 58 this.data = data; 59 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " have write data: " + data); 60 61 rwl.writeLock().unlock();//釋放寫鎖 62 } 63 }
複製程式碼 複製程式碼
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
複製程式碼

下面使用讀寫鎖模擬一個快取器:

複製程式碼
 1 package com.thread;
 2 
 3 import java.util.HashMap;
 4 import java.util.Map;
 5 import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
 6 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
 7 
 8 public class CacheDemo {
 9     private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();//快取器
10     private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
11     public static void main(String[] args) {
12         
13     }
14     public Object get(String id){
15         Object value = null;
16         rwl.readLock().lock();//首先開啟讀鎖,從快取中去取
17         try{
18             value = map.get(id); 
19             if(value == null){  //如果快取中沒有釋放讀鎖,上寫鎖
20                 rwl.readLock().unlock();
21                 rwl.writeLock().lock();
22                 try{
23                     if(value == null){
24                         value = "aaa";  //此時可以去資料庫中查詢,這裡簡單的模擬一下
25                     }
26                 }finally{
27                     rwl.writeLock().unlock(); //釋放寫鎖
28                 }
29                 rwl.readLock().lock(); //然後再上讀鎖
30             }
31         }finally{
32             rwl.readLock().unlock(); //最後釋放讀鎖
33         }
34         return value;
35     }
36 
37 }