JUC学习笔记（七）
现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。
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1、读写锁
1.1、读写锁介绍
现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。
针对这种场景，JAVA的并发包提供了读写锁 ReentrantReadWriteLock， 它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁
(1) 线程进入读锁的前提条件：
- 没有其他线程的写锁
- 没有写请求, 或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入 锁)。
(2) 线程进入写锁的前提条件：
- 没有其他线程的读锁
- 没有其他线程的写锁
读写锁具有以下三个重要的特性：
（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。
（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。
（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。
1.2、ReentrantReadWriteLock
ReentrantReadWriteLock 类的整体结构
public class ReentrantReadWriteLock implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
/**
* 读锁
*/
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
/**
* 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
*/
public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() {
return writerLock;
}
/**
* 返回用于读取操作的锁
*/
public ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock() {
return readerLock;
}
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
}
static final class NonfairSync extends Sync {
}
static final class FairSync extends Sync {
}
public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
}
public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {
}
}
可以看到，ReentrantReadWriteLock 实现了 ReadWriteLock 接口，ReadWriteLock 接口定义了获取读锁和写锁的规范，具体需要实现类去实现；同时其还实现了 Serializable 接口，表示可以进行序列化，在源代码中可以看到 ReentrantReadWriteLock 实现了自己的序列化逻辑。
1.3、案例
场景: 使用 ReentrantReadWriteLock 对一个 hashmap 进行读和写操作
public class ReadWriteLockDemo {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MyCache myCache = new MyCache();
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(() -> {
myCache.put(num + "", num);
}, String.valueOf(i)).start();
}
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
final int num = i;
new Thread(() -> {
Object result = myCache.get(num + "");
}, String.valueOf(i)).start();
}
}
}
class MyCache {
private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();
private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 放数据
public void put(String key, Object value) {
Lock lock = readWriteLock.writeLock();
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在进行写操作:" + key);
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
map.put(key, value);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成写操作:" + key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
}
// 取数据
public Object get(String key) {
Lock lock = readWriteLock.readLock();
lock.lock();
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在进行读操作:" + key);
TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
Object result = map.get(key);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "完成读操作:" + key);
return result;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
lock.unlock();
}
return null;
}
}
1.4、小结
- 在线程持有读锁的情况下，该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候，如果发 现当前的读锁被占用，就马上获取失败，不管读锁是不是被当前线程持有)。
- 在线程持有写锁的情况下，该线程可以继续获取读锁（获取读锁时如果发现写 锁被占用，只有写锁没有被当前线程占用的情况才会获取失败）。
原因: 当线程获取读锁的时候，可能有其他线程同时也在持有读锁，因此不能把 获取读锁的线程“升级”为写锁；而对于获得写锁的线程，它一定独占了读写 锁，因此可以继续让它获取读锁，当它同时获取了写锁和读锁后，还可以先释
放写锁继续持有读锁，这样一个写锁就“降级”为了读锁。
