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Java 读写锁 Java 读写锁源码分析

消灭知识盲区 人气:0
想了解Java 读写锁源码分析的相关内容吗,消灭知识盲区在本文为您仔细讲解Java 读写锁的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Java,读写锁,Java,读写锁源码,下面大家一起来学习吧。

前言

在实际项目中,比如我们有一个共享资源文件,我们程序会会同时并发的去读、写这个共享资源文件,那怎么能保证在高并发场景下安全、高效读写呢?OK,看了下文便知

提示:以下是本篇文章正文内容,案例仅供参考

一、技术介绍

1.ReentranReadWriteLock是什么?

ReadWriteLock提供了readLock和writeLock两种锁的操作机制,一个是读锁,一个是写锁,而它的实现类就是ReentranReadWriteLock

读锁可以在没有写锁的时候被多个线程同时持有,写锁是独占的(排他的)。这意味着每次只能有一个线程写,但可以多个线程并发地读。

理论上,读写锁比互斥锁允许对于共享数据更大程度的并发。与互斥锁相比,读写锁是否能够提高性能取决于读写数据的频率、读取和写入操作的持续时间、以及读线程和写线程之间的竞争。

二、源码分析

1.ReadLock

直接看ReadLock源码

可以看到ReadLock的lock操作实际实现对应Sync的 tryAcquireShared 方法,我们点进去看看

  1. 如果另一个线程持有写锁,则失败。
  2. readerShouldBlock():读锁是否需要等待(公平锁原则); r < MAX_COUNT:持有线程小于最大数 ;compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT):设置读取锁状态;整体意思就是读线程是否应该被阻塞、并且小于最大值、并且比较设置成功
  3. else判断里读锁数量不为0并且不为当前线程,获取计数器并且+1
  4. 最后的这行方法执行是由于线程显然不符合条件,或者CAS失败或计数饱和,使用完整版本的获取,这里面的方法可处理CAS miss 和tryAcquireShared中未处理的可重入读

2.WriteLock

再接着看WriteLock源码

exclusiveCount方法的作用是将同步变量与0xFFFF做&运算,计算结果就是写锁的数量,因此w的值的含义就是写锁的数量 如果c不为0就表示锁被占用了,占用的是写锁还是读锁呢?这个时候就需要根据w的值来判断了。 如果c等于0就表示此时锁还没有被任何线程占用,那就让线程直接去尝试获取锁.

如果w为0,说明写锁数量为0,而此时又因为c不等于0,说明锁被占用,但是不是写锁,那么此时锁的状态一定是读锁,既然是读锁状态,那么写锁此时来获取锁时,就肯定失败,因此当w等于0时,tryAcquire方法返回false。

如果w不为0,说明此时锁的状态时写锁,接着进行current != getExclusiveOwnerThread()判断,判断持有锁的线程是否是当前线程

如果不是当前线程,那么tryAcquire()返回false;如果是当前线程,那么就进行后面的逻辑。为什么是当前线程持有锁,就还能执行后面的逻辑呢?那是因为读写锁是可重入的。

三、单元测试

OK,不废话,接下来上简单直接的单元测试

package com.hyh.core.test;

import org.junit.Test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * 可重入读写锁 TEST
 *
 * @Author: heyuhua
 * @Date: 2021/1/28 14:14
 */
public class ReentranReadWriteLockTest {

  ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
  Lock readLock = reentrantReadWriteLock.readLock();
  Lock writeLock = reentrantReadWriteLock.writeLock();


  @Test
  public void test() throws InterruptedException {
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      threadPool.execute(() -> {
        readLock();
      });
      threadPool.execute(() -> {
        writeLock();
      });
    }
    threadPool.shutdown();
    TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
  }

  private void readLock() {
    readLock.lock();
    try {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-获取读锁...");
      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-释放读锁...");
      readLock.unlock();
    }
  }

  private void writeLock() {
    writeLock.lock();
    try {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-获取写锁...");
      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-释放写锁...");
      writeLock.unlock();
    }
  }


}

这里模拟5个读和5个写的并发情况,马上看下执行结果

可以看到多个线程都可以同时获得读锁,而写锁必须等读锁释放了后才能获取,同样的读锁必须等写锁释放了后才能获取

总结

读写锁总结一句话:读读共享、写写互斥、读写互斥。

读写锁的适用场合:相比于 ReentrantLock 适用于一般场合,ReadWriteLock 适用读多写少的场景,合理使用可以进一步提高并发

作者寄语

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源码地址:点此查看源码

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