ReentrantReadWriteLock 類

zsirfs 發(fā)布于2019-08-19 11:36 / 2432人閱讀

摘要：類顧名思義是一種讀寫鎖它是接口的直接實(shí)現(xiàn)該類在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了具體獨(dú)占鎖特點(diǎn)的寫鎖以及具有共享鎖特點(diǎn)的讀鎖和一樣類也是通過定義內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)框架的來實(shí)現(xiàn)獨(dú)占共享的功能屬于排他鎖這些鎖在同一時(shí)刻只允許一個(gè)線程進(jìn)行訪問但是在大多數(shù)場景下大部分時(shí)間都是提供

ReentrantReadWriteLock 類, 顧名思義, 是一種讀寫鎖, 它是 ReadWriteLock 接口的直接實(shí)現(xiàn), 該類在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了具體獨(dú)占鎖特點(diǎn)的寫鎖, 以及具有共享鎖特點(diǎn)的讀鎖, 和 ReentrantLock 一樣, ReentrantReadWriteLock 類也是通過定義內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)AQS框架的API來實(shí)現(xiàn)獨(dú)占/共享的功能.

ReentrantLock 屬于排他鎖, 這些鎖在同一時(shí)刻只允許一個(gè)線程進(jìn)行訪問, 但是在大多數(shù)場景下, 大部分時(shí)間都是提供讀服務(wù), 而寫服務(wù)占有的時(shí)間較少. 而且, 讀服務(wù)不存在數(shù)據(jù)競爭問題, 如果一個(gè)線程在讀時(shí)禁止其他線程讀勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致性能降低. 所以就提供了讀寫鎖.

讀寫鎖維護(hù)著一對(duì)鎖, 一個(gè)讀鎖和一個(gè)寫鎖. 通過分離讀鎖和寫鎖, 使得并發(fā)性比一般的排他鎖有了較大的提升:

在同一時(shí)間, 可以允許多個(gè)讀線程同時(shí)訪問.

但是, 在寫線程訪問時(shí), 所有讀線程和寫線程都會(huì)被阻塞.

讀寫鎖的主要特性:

公平性：支持公平性和非公平性.

重入性：支持重入. 讀寫鎖最多支持 65535 個(gè)遞歸寫入鎖和 65535 個(gè)遞歸讀取鎖.

鎖降級(jí)：遵循獲取寫鎖, 再獲取讀鎖, 最后釋放寫鎖的次序, 如此寫鎖能夠降級(jí)成為讀鎖.

ReadWriteLock

讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock 實(shí)現(xiàn)接口 ReadWriteLock, 該接口維護(hù)了一對(duì)相關(guān)的鎖, 一個(gè)用于只讀操作, 另一個(gè)用于寫入操作. 只要沒有 writer, 讀取鎖可以由多個(gè) reader 線程同時(shí)保持. 寫入鎖是獨(dú)占的.

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

ReadWriteLock 定義了兩個(gè)方法. readLock() 返回用于讀操作的鎖, writeLock() 返回用于寫操作的鎖.

ReentrantReadWriteLock

java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock 定義如下.

/** 內(nèi)部類  讀鎖 */
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
/** 內(nèi)部類  寫鎖 */
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;

final Sync sync;

/** 使用默認(rèn)（非公平）的排序?qū)傩詣?chuàng)建一個(gè)新的 ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock() {
    this(false);
}

/** 使用給定的公平策略創(chuàng)建一個(gè)新的 ReentrantReadWriteLock */
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
    readerLock = new ReadLock(this);
    writerLock = new WriteLock(this);
}

/** 返回用于寫入操作的鎖 */
@Override
public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return writerLock; }
/** 返回用于讀取操作的鎖 */
@Override
public ReentrantReadWriteLock.ReadLock  readLock()  { return readerLock; }

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

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

ReentrantReadWriteLock 與 ReentrantLock 一樣, 其鎖主體依然是 Sync, 它的讀鎖、寫鎖都是依靠 Sync 來實(shí)現(xiàn)的.

所以 ReentrantReadWriteLock 實(shí)際上只有一個(gè)鎖, 只是在獲取讀取鎖和寫入鎖的方式上不一樣而已, 它的讀寫鎖其實(shí)就是兩個(gè)類: ReadLock、writeLock, 這兩個(gè)類都是lock實(shí)現(xiàn).

在 ReentrantLock 中, 使用 Sync ( 實(shí)際是 AQS ) 的 int 類型的 state 來表示同步狀態(tài), 表示鎖被一個(gè)線程重復(fù)獲取的次數(shù).

但是, 讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock 內(nèi)部維護(hù)著一對(duì)讀寫鎖, 如果要用一個(gè)變量維護(hù)多種狀態(tài), 需要采用 “按位切割使用” 的方式來維護(hù)這個(gè)變量, 將其切分為兩部分: 高16為表示讀, 低16為表示寫.