ReentrantReadWriteLock 类

zsirfs 发布于2019-08-19 11:36 / 2421人阅读

摘要：类顾名思义是一种读写锁它是接口的直接实现该类在内部实现了具体独占锁特点的写锁以及具有共享锁特点的读锁和一样类也是通过定义内部类实现框架的来实现独占共享的功能属于排他锁这些锁在同一时刻只允许一个线程进行访问但是在大多数场景下大部分时间都是提供

ReentrantReadWriteLock 类, 顾名思义, 是一种读写锁, 它是 ReadWriteLock 接口的直接实现, 该类在内部实现了具体独占锁特点的写锁, 以及具有共享锁特点的读锁, 和 ReentrantLock 一样, ReentrantReadWriteLock 类也是通过定义内部类实现AQS框架的API来实现独占/共享的功能.

ReentrantLock 属于排他锁, 这些锁在同一时刻只允许一个线程进行访问, 但是在大多数场景下, 大部分时间都是提供读服务, 而写服务占有的时间较少. 而且, 读服务不存在数据竞争问题, 如果一个线程在读时禁止其他线程读势必会导致性能降低. 所以就提供了读写锁.

读写锁维护着一对锁, 一个读锁和一个写锁. 通过分离读锁和写锁, 使得并发性比一般的排他锁有了较大的提升:

在同一时间, 可以允许多个读线程同时访问.

但是, 在写线程访问时, 所有读线程和写线程都会被阻塞.

读写锁的主要特性:

公平性：支持公平性和非公平性.

重入性：支持重入. 读写锁最多支持 65535 个递归写入锁和 65535 个递归读取锁.

锁降级：遵循获取写锁, 再获取读锁, 最后释放写锁的次序, 如此写锁能够降级成为读锁.

ReadWriteLock

读写锁 ReentrantReadWriteLock 实现接口 ReadWriteLock, 该接口维护了一对相关的锁, 一个用于只读操作, 另一个用于写入操作. 只要没有 writer, 读取锁可以由多个 reader 线程同时保持. 写入锁是独占的.

public interface ReadWriteLock {
    Lock readLock();
    Lock writeLock();
}

ReadWriteLock 定义了两个方法. readLock() 返回用于读操作的锁, writeLock() 返回用于写操作的锁.

ReentrantReadWriteLock

java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock 定义如下.

/** 内部类  读锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
/** 内部类  写锁 */
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;

final Sync sync;

/** 使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock() {
    this(false);
}

/** 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    readerLock = new ReadLock(this);
    writerLock = new WriteLock(this);
}

/** 返回用于写入操作的锁 */
@Override
public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return writerLock; }
/** 返回用于读取操作的锁 */
@Override
public ReentrantReadWriteLock.ReadLock  readLock()  { return readerLock; }

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
    /**
     * 省略其余源代码
     */
}
public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {
    /**
     * 省略其余源代码
     */
}

public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
    /**
     * 省略其余源代码
     */
}

ReentrantReadWriteLock 与 ReentrantLock 一样, 其锁主体依然是 Sync, 它的读锁、写锁都是依靠 Sync 来实现的.

所以 ReentrantReadWriteLock 实际上只有一个锁, 只是在获取读取锁和写入锁的方式上不一样而已, 它的读写锁其实就是两个类: ReadLock、writeLock, 这两个类都是lock实现.

在 ReentrantLock 中, 使用 Sync ( 实际是 AQS ) 的 int 类型的 state 来表示同步状态, 表示锁被一个线程重复获取的次数.

但是, 读写锁 ReentrantReadWriteLock 内部维护着一对读写锁, 如果要用一个变量维护多种状态, 需要采用 “按位切割使用” 的方式来维护这个变量, 将其切分为两部分: 高16为表示读, 低16为表示写.

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