Java多線程進階（四）—— J.U.C之locks框架：ReentrantReadWriteLoc

kumfo 發布于2019-08-16 12:41 / 1835人閱讀

摘要：我們知道，的作用其實是對類的和的增強，是為了讓線程在指定對象上等待，是一種線程之間進行協調的工具。當線程調用對象的方法時，必須拿到和這個對象關聯的鎖。

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一、ReentrantReadWriteLock類簡介

ReentrantReadWriteLock類，顧名思義，是一種讀寫鎖，它是ReadWriteLock接口的直接實現，該類在內部實現了具體獨占鎖特點的寫鎖，以及具有共享鎖特點的讀鎖，和ReentrantLock一樣，ReentrantReadWriteLock類也是通過定義內部類實現AQS框架的API來實現獨占/共享的功能。

ReentrantReadWriteLock類具有如下特點：

1.1 支持公平/非公平策略

與ReadWriteLock類一樣，ReentrantReadWriteLock對象在構造時，可以傳入參數指定是公平鎖還是非公平鎖。

1.2 支持鎖重入

同一讀線程在獲取了讀鎖后還可以獲取讀鎖；

同一寫線程在獲取了寫鎖之后既可以再次獲取寫鎖又可以獲取讀鎖；

1.3 支持鎖降級

所謂鎖降級，就是：先獲取寫鎖，然后獲取讀鎖，最后釋放寫鎖，這樣寫鎖就降級成了讀鎖。但是，讀鎖不能升級到寫鎖。簡言之，就是：

寫鎖可以降級成讀鎖，讀鎖不能升級成寫鎖。

1.4 Condition條件支持

ReentrantReadWriteLock的內部讀鎖類、寫鎖類實現了Lock接口，所以可以通過newCondition()方法獲取Condition對象。但是這里要注意，讀鎖是沒法獲取Condition對象的，讀鎖調用newCondition() 方法會直接拋出UnsupportedOperationException。

我們知道，condition的作用其實是對Object類的wait()和notify()的增強，是為了讓線程在指定對象上等待，是一種線程之間進行協調的工具。
當線程調用condition對象的await方法時，必須拿到和這個condition對象關聯的鎖。由于線程對讀鎖的訪問是不受限制的（在寫鎖未被占用的情況下），那么即使拿到了和讀鎖關聯的condition對象也是沒有意義的，因為讀線程之前不需要進行協調。

1.5 使用示例

以下是Oracle官方給出的一個例子：
使用ReentrantReadWriteLock控制對TreeMap的訪問（利用讀鎖控制讀操作的訪問，利用寫鎖控制修改操作的訪問），將TreeMap包裝成一個線程安全的集合，并且利用了讀寫鎖的特性來提高并發訪問。

public class RWTreeMap {
    private final Map m = new TreeMap();
    private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    private final Lock r = rwl.readLock();
    private final Lock w = rwl.writeLock();
?
    public Data get(String key) {
        r.lock();
        try {
            return m.get(key);
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
?
    public String[] allKeys() {
        r.lock();
        try {
            return (String[]) m.keySet().toArray();
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
?
    public Data put(String key, Data value) {
        w.lock();
        try {
            return m.put(key, value);
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
?
    public void clear() {
        w.lock();
        try {
            m.clear();
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
}

二、ReentrantReadWriteLock類/方法聲明 2.1 類聲明

內部嵌套類聲明：
ReentrantReadWriteLock類有兩個內部嵌套類ReadLock和WriteLock，這兩個內部類的實例會在ReentrantReadWriteLock類的構造器中創建，并通過ReentrantReadWriteLock類的readLock()和writeLock()方法訪問。

ReadLock：

WriteLock：

2.2 方法聲明

ReentrantReadWriteLock類的核心方法其實就兩個：readLock()和writeLock()，其它都是一些用來監控系統狀態的方法，返回的都是某一時刻點的近似值。

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