概述
ReentrantReadWriteLock是Lock的另一种实现方式,我们已经知道了ReentrantLock是一个排他锁,同一时间只允许一个线程访问,而ReentrantReadWriteLock允许多个读线程同时访问,但不允许写线程和读线程、写线程和写线程同时访问。相对于排他锁,提高了并发性。在实际应用中,大部分情况下对共享数据(如缓存)的访问都是读操作远多于写操作,这时ReentrantReadWriteLock能够提供比排他锁更好的并发性和吞吐量。
读写锁内部维护了两个锁,一个用于读操作,一个用于写操作。所有 ReadWriteLock实现都必须保证 writeLock操作的内存同步效果也要保持与相关 readLock的联系。也就是说,成功获取读锁的线程会看到写入锁之前版本所做的所有更新。
ReentrantReadWriteLock支持以下功能:
- 支持公平和非公平的获取锁的方式;
- 支持可重入。读线程在获取了读锁后还可以获取读锁;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;
- 还允许从写入锁降级为读取锁,其实现方式是:先获取写入锁,然后获取读取锁,最后释放写入锁。但是,从读取锁升级到写入锁是不允许的;
- 读取锁和写入锁都支持锁获取期间的中断;
- Condition支持。仅写入锁提供了一个 Conditon 实现;读取锁不支持 Conditon ,readLock().newCondition() 会抛出 UnsupportedOperationException。
独占锁和共享锁
独占锁:指该锁一次只能被一个线程持有
共享锁:该锁可以被多个线程持有
对于 ReentrantLock 和 synchronized 都是独占锁;对与 ReentrantReadWriteLock 其读锁是共享锁而写锁是独占锁。读锁的共享可保证并发读是非常高效的,读写、写读和写写的过程是互斥的。
需求:缓存实现
不加锁:
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
//手写一个缓存
class MyCash{
private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
public void put(String key,Object value){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在写入...");
//暂停一会线程
try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 写入完成:"+value);
}
public void get(String key){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在读取...");
//暂停一会线程
try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
Object result=map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 读取完成:"+result);
}
}
public class ReentrantReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) {
MyCash myCash=new MyCash();
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int temp=i;
new Thread(()->{
myCash.put(temp+"", temp+"");
},"线程T"+String.valueOf(i)).start();
}
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int temp=i;
new Thread(()->{
myCash.get(temp+"");
},"线程T"+String.valueOf(i)).start();
}
}
}
不加锁运行效果:
不加锁,我们会看到读操作在写操作前面,出现了null值的情况。
加读写锁
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
//手写缓存
class MyCash{
private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
private ReentrantReadWriteLock rrwLock=new ReentrantReadWriteLock();
public void put(String key,Object value){
rrwLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在写入...");
//暂停一会线程
try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 写入完成:"+value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
rrwLock.writeLock().unlock();
}
}
public void get(String key){
rrwLock.readLock().lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 正在读取...");
//暂停一会线程
try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
Object result=map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 读取完成:"+result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
rrwLock.readLock().unlock();
}
}
}
/**
* 读写锁ReentrantReadWriteLock:
*
* 多个线程同时读取一个资源类没有问题,所以为了提高并发量,读取资源类应该同时进行
* 但是,如果一个线程如果去写一个共享资源,就不应该再有其他线程对该资源读或者写
* 总结:
* 读读共存-读写互斥-写写互斥
* 写操作:原子+独占
*
* @author kavito
*/
public class ReentrantReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) {
MyCash myCash=new MyCash();
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int temp=i;
new Thread(()->{
myCash.put(temp+"", temp+"");
},"线程T"+String.valueOf(i)).start();
}
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int temp=i;
new Thread(()->{
myCash.get(temp+"");
},"线程T"+String.valueOf(i)).start();
}
}
}
运行效果: