ReadWriteLock

本文介绍了在多线程环境下使用ReadWriteLock解决数据并发访问的问题。通过示例代码展示了当进行写操作时,其他线程无法读取或写入数据;而在进行读操作时,其他线程虽然不能写入数据,但可以并发读取。

       对象的方法中一旦加入synchronized修饰,则任何时刻只能有一个线程访问synchronized修饰的方法。假设有个数据对象拥有写方法与读方法,多线程环境中要想保证数据的安全,需对该对象的读写方法都要加入 synchronized同步块。这样任何线程在写入时,其它线程无法读取与改变数据;如果有线程在读取时,其他线程也无法读取或写入。这种方式在写入操作远大于读操作时,问题不大,而当读取远远大于写入时,会造成性能瓶颈,因为此种情况下读取操作是可以同时进行的,而加锁操作限制了数据的并发读取。  

         ReadWriteLock解决了这个问题,当写操作时,其他线程无法读取或写入数据,而当读操作时,其它线程无法写入数据,但却可以读取数据 


参考链接:http://zk1878.iteye.com/blog/1005160


import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockDemo {
	static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");  
	  
    public static void main(String[] args) {  
        Data data = new Data();  
        /**
         * 当写操作时,其他线程无法读取或写入数据
         */
        Worker t1 = new Worker(data,false);  
        Worker t2 = new Worker(data,true);  
        t1.start();  
        t2.start(); 
        /**
         * 当读操作时,其它线程无法写入数据
         */
        Worker t11 = new Worker(data,true);  
        Worker t22 = new Worker(data,false);  
        t11.start();  
        t22.start();  
        /**
         * 当读操作时,其它线程无法写入数据,但却可以读取数据
         */
        Worker t111 = new Worker(data,true);  
        Worker t222 = new Worker(data,true);  
        t111.start();  
        t222.start();  
        /**
         * 当写操作时,其他线程无法写入数据
         */
        Worker t1111 = new Worker(data,false);  
        Worker t2222 = new Worker(data,false);  
        t1111.start();  
        t2222.start();  
    }  
  
    static class Worker extends Thread {  
        Data data;  
        boolean read;  
  
        public Worker(Data data, boolean read) {  
            this.data = data;  
            this.read = read;  
        }  
  
        public void run() {  
            if (read)  
                data.get();  
            else  
                data.set();  
        }  
    }  
  
    static class Data {  
        ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();  
        Lock read = lock.readLock();  
        Lock write = lock.writeLock();  
        public  void set() {  
            write.lock();  
            System.out.println(Thread.currentThread().hashCode()  
                    + " set:begin " + sdf.format(new Date()));  
            try {  
                Thread.sleep(5000);  
                //  
            } catch (Exception e) {  
  
            } finally {  
                System.out.println(Thread.currentThread().hashCode() + " set:end "  
                        + sdf.format(new Date()));  
                write.unlock();  
            }  
              
  
        }  
  
        public  int get() {  
            read.lock();  
            System.out.println(Thread.currentThread().hashCode()  
                    + " get :begin " + sdf.format(new Date()));  
            try {  
                Thread.sleep(5000);  
                //  
            } catch (Exception e) {  
  
            } finally {  
                System.out.println(Thread.currentThread().hashCode() + " get :end "  
                        + sdf.format(new Date()));  
                read.unlock();  
            }  
              
  
            return 1;  
        }  
    } 
}

t1,t2的结果:当写操作时,其他线程无法读取或写入数据

277551759 set:begin 2017-05-27 13:57:52
277551759 set:end 2017-05-27 13:57:57
865037437 get :begin 2017-05-27 13:57:57
865037437 get :end 2017-05-27 13:58:02


t11,t22的结果:当读操作时,其它线程无法写入数据

477932229 get :begin 2017-05-27 13:59:36
477932229 get :end 2017-05-27 13:59:41
219913469 set:begin 2017-05-27 13:59:41
219913469 set:end 2017-05-27 13:59:46

t111,t222的结果:当读操作时,其它线程可以读取数据

1018133023 get :begin 2017-05-27 14:00:58
612018265 get :begin 2017-05-27 14:00:58
1018133023 get :end 2017-05-27 14:01:03
612018265 get :end 2017-05-27 14:01:03

t1111,t2222的结果:当写操作时,其他线程无法写入数据

612018265 set:begin 2017-05-27 14:01:49
612018265 set:end 2017-05-27 14:01:54
633831424 set:begin 2017-05-27 14:01:54
633831424 set:end 2017-05-27 14:01:59


ReadWriteLock 仅定义了获取读锁和写锁的两个方法,即 ReadLock() 方法和 writeLock() 方法。其实现 ReentranReadWriteLock 有特定的原理机制。 从特性方面来看,它支持公平和非公平的锁获取方式,默认是非公平模式,通常非公平模式吞吐量更优。同时支持重进入,读线程获取读锁后可再次获取读锁,写线程获取写锁后能再次获取写锁,还可获取读锁。并且遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序,写锁可以降级成为读锁[^1]。 从实现结构来讲,ReadWriteLock 的实现里,ReaderLock 为读锁,WriterLock 为写锁,二者都实现了 Lock 接口。Sync 继承自 AbstractQueuedSynchronize(AQS),可以是公平锁 FairSync 或非公平锁 NonfairSync,这些构成了其底层的同步机制,保证了锁的正确获取和释放[^2]。 在并发场景下,读 - 写锁机制允许多个线程同时获取读锁来读取共享资源,提高了并发性能,尤其是在读操作远多于写操作的情况。例如 POSIX 线程(pthread)库中的 pthread_rwlock_rdlock 函数,用于在读 - 写锁上请求读锁,线程安全地读取共享资源时会使用该函数,这和 ReadWriteLock 的读锁原理类似,都是为了提高并发程序性能[^3]。 ```java import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWriteLockExample { private ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); public void readData() { lock.readLock().lock(); try { // 读取共享资源的操作 } finally { lock.readLock().unlock(); } } public void writeData() { lock.writeLock().lock(); try { // 写入共享资源的操作 } finally { lock.writeLock().unlock(); } } } ```
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