专业服务网站建设,线上营销活动案例,搜索引擎优化有哪些,搭建网站实时访问地图文章目录 介绍读写锁的获取规则示例源码解读ReentrantReadWriteLock核心变量ReentrantReadWriteLock相关属性和构造函数Sync静态内部类的核心属性tryAcquireShared方法tryAcquire方法锁降级 总结 介绍
读写锁就是将一个锁拆分为读锁和写锁两个锁。
读写锁的获取规则
如果有一… 文章目录 介绍读写锁的获取规则示例源码解读ReentrantReadWriteLock核心变量ReentrantReadWriteLock相关属性和构造函数Sync静态内部类的核心属性tryAcquireShared方法tryAcquire方法锁降级 总结 介绍
读写锁就是将一个锁拆分为读锁和写锁两个锁。
读写锁的获取规则
如果有一个线程已经占用了读锁则此时其他线程如果要申请读锁可以申请成功。如果有一个线程已经占用了读锁则此时其他线程如果要申请写锁则申请写锁的线程会一直等待 释放读锁因为读写不能同时操作。如果有一个线程已经占用了写锁则此时其他线程如果申请写锁或者读锁都必须等待之前的线程 释放写锁同样也因为读写不能同时并且两个线程不应该同时写。
总之要么是一个或多个线程同时有读锁要么是一个线程有写锁但是两者不会同 时出现。也可以总结为读读共享、其他都互斥写写互斥、读写互斥、写读互斥。
示例
public class ReadWriteLockDemo {private static final ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock newReentrantReadWriteLock(false);private static final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock reentrantReadWriteLock.readLock();private static final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock reentrantReadWriteLock.writeLock();private static void read() {readLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() 得到读锁正在读取);Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println(Thread.currentThread().getName() 释放读锁);readLock.unlock();}}private static void write() {writeLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() 得到写锁正在写入);Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println(Thread.currentThread().getName() 释放写锁);writeLock.unlock();}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new Thread(() - read()).start();new Thread(() - read()).start();new Thread(() - write()).start();new Thread(() - write()).start();}
}得到的运行结果
Thread-0得到读锁正在读取
Thread-1得到读锁正在读取
Thread-0释放读锁
Thread-1释放读锁
Thread-2得到写锁正在写入
Thread-2释放写锁
Thread-3得到写锁正在写入
Thread-3释放写锁读写锁适用场合:适用于一般场合ReadWriteLock 适用于 读多写少的情况合理使用可以进一步提高并发效率。
源码解读
public interface ReadWriteLock {
/**
* Returns the lock used for reading.
*
* return the lock used for reading.
*/
Lock readLock();
/**
* Returns the lock used for writing.
*
* return the lock used for writing.
*/
Lock writeLock();
}ReentrantReadWriteLock核心变量
ReaderLock读锁,实现了Lock接口WriterLock写锁,也实现了Lock接口Sync继承自AbstractQueuedSynchronize(AQS),可以为公平锁FairSync 或 非公平锁NonfairSync
ReentrantReadWriteLock相关属性和构造函数
/** 内部提供的读锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
/** 内部提供的写锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
/** AQS来实现的同步器 */
final Sync sync;
/**
* Creates a new {code ReentrantReadWriteLock} with
* 默认创建非公平的读写锁
*/
public ReentrantReadWriteLock() {this(false);
}
/**
* Creates a new {code ReentrantReadWriteLock} with
* the given fairness policy.
*
* param fair {code true} if this lock should use a fair ordering policy
*/
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
sync fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
readerLock new ReadLock(this);
writerLock new WriteLock(this);
}Sync静态内部类的核心属性
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 版本序列号
private static final long serialVersionUID 6317671515068378041L;
// 高16位为读锁低16位为写锁
static final int SHARED_SHIFT 16;
// 读锁单位
static final int SHARED_UNIT (1 SHARED_SHIFT);
// 读锁最大数量
static final int MAX_COUNT (1 SHARED_SHIFT) - 1;
// 写锁最大数量
static final int EXCLUSIVE_MASK (1 SHARED_SHIFT) - 1;
// 本地线程计数器
private transient ThreadLocalHoldCounter readHolds;
// 缓存的计数器
private transient HoldCounter cachedHoldCounter;
// 第一个读线程
private transient Thread firstReader null;
// 第一个读线程的计数
private transient int firstReaderHoldCount;
}tryAcquireShared方法
该方法其目的是尝试获取共享锁。
protected final int tryAcquireShared(int unused) {for (;;) {int c getState();int nextc c (1 16);if (nextc c) {throw new Error(Maximum lock count exceeded);}if (exclusiveCount(c) ! 0 owner ! Thread.currentThread())return -1;if (compareAndSetState(c, nextc))return 1;}
}int c getState();: 获取当前锁的状态值。在共享模式中这个状态值通常表示持有锁的线程数量或其他相关信息。int nextc c (1 16);: 计算下一个状态值这里是将当前状态值增加左移16位。在共享模式中通常用高16位表示持有锁的线程数量。if (nextc c) { throw new Error(Maximum lock count exceeded); }: 检查是否超过了最大锁数量如果超过了抛出一个错误。这是一个防止溢出的保护措施。if (exclusiveCount(c) ! 0 owner ! Thread.currentThread()) return -1;: 检查是否有线程持有独占锁exclusiveCount© ! 0如果有且不是当前线程则返回-1表示获取失败。这是因为共享锁和独占锁通常不能同时持有这里保证了只有在没有独占锁被持有时才能获取共享锁。if (compareAndSetState(c, nextc)) return 1;: 使用原子操作尝试将状态值更新为nextc。如果成功表示获取锁成功返回1。这里使用了 compareAndSetState 方法该方法通常是一个原子的比较并设置操作用于确保在并发情况下只有一个线程可以成功修改状态值。
tryAcquire方法
该方法尝试获取独占锁写锁
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {/** Walkthrough:* 1. If read count nonzero or write count nonzero* and owner is a different thread, fail.* 2. If count would saturate, fail. (This can only* happen if count is already nonzero.)* 3. Otherwise, this thread is eligible for lock if* it is either a reentrant acquire or* queue policy allows it. If so, update state* and set owner.*/Thread current Thread.currentThread();int c getState(); // 获取当前同步状态// 获取独占锁(写锁)的被获取的数量int w exclusiveCount(c);if (c ! 0) {// (Note: if c ! 0 and w 0 then shared count ! 0)// 1. 如果同步状态不为0且写状态为0则表示当前同步状态被读锁获取// 2. 或者当前拥有写锁的线程不是当前线程if (w 0 || current ! getExclusiveOwnerThread())return false;if (w exclusiveCount(acquires) MAX_COUNT)throw new Error(Maximum lock count exceeded);// Reentrant acquiresetState(c acquires); // 重入获取锁更新同步状态return true;}// 如果没有读锁被持有进入这个分支if (writerShouldBlock() || !compareAndSetState(c, c acquires))return false;setExclusiveOwnerThread(current); // 设置当前线程为独占锁的拥有者return true;
}解释
Thread current Thread.currentThread();: 获取当前线程。int c getState();: 获取当前同步状态。int w exclusiveCount(c);: 获取独占锁写锁的被获取的数量。if (c ! 0) { ... }: 如果当前同步状态不为0表示有读锁或者写锁已经被持有。
如果写锁数量为0或者当前拥有写锁的线程不是当前线程则返回false表示获取锁失败。如果写锁数量不为0且当前拥有写锁的线程是当前线程表示是重入获取锁。检查是否会超过最大锁数量如果超过则抛出异常否则更新同步状态并返回true。
如果当前同步状态为0表示没有读锁被持有进入这个分支。
writerShouldBlock(): 检查是否应该阻塞写锁根据具体实现。compareAndSetState(c, c acquires): 使用CAS原子操作尝试获取锁。如果获取失败表示有其他线程同时竞争锁返回false。如果成功获取锁设置当前线程为独占锁的拥有者并返回true。
锁降级
意思就是持住写锁再获取到读锁。 如下场景
获取写锁 线程首先获取了一个写锁以保护一段临界区或共享资源。完成写操作 在写锁的保护下线程执行了一些修改共享资源的操作。获取读锁 在完成写操作后线程希望保持对共享资源的访问但此时不再需要写锁的保护了。于是线程降级锁将写锁降级为读锁。释放写锁 最后线程释放之前持有的写锁只保持了读锁。
总结
此文章主要介绍了ReentrantReadWriteLock使用以及相关源码部分更深刻的去理解读写锁的使用和使用场景。
