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第25讲读写锁ReadWriteLock获取锁有哪些规则

在本课时我们主要讲解读写锁 ReadWriteLock 获取锁有哪些规则呢?

在没有读写锁之前,我们假设使用普通的 ReentrantLock,那么虽然我们保证了线程安全,但是也浪费了一定的资源,因为如果多个读操作同时进行,其实并没有线程安全问题,我们可以允许让多个读操作并行,以便提高程序效率。

但是写操作不是线程安全的,如果多个线程同时写,或者在写的同时进行读操作,便会造成线程安全问题。

我们的读写锁就解决了这样的问题,它设定了一套规则,既可以保证多个线程同时读的效率,同时又可以保证有写入操作时的线程安全。

整体思路是它有两把锁,第 1 把锁是写锁,获得写锁之后,既可以读数据又可以修改数据,而第 2 把锁是读锁,获得读锁之后,只能查看数据,不能修改数据。读锁可以被多个线程同时持有,所以多个线程可以同时查看数据。

在读的地方合理使用读锁,在写的地方合理使用写锁,灵活控制,可以提高程序的执行效率。

读写锁的获取规则

我们在使用读写锁时遵守下面的获取规则:

  • 当一个线程已经占有了读锁,那么其他线程如果想要申请读锁,可以申请成功;
  • 当一个线程已经占有了读锁,而且有其他线程想要申请获取写锁的话,是不能申请成功的,因为读写互斥;
  • 当一个线程已经占有了写锁,那么此时其他线程无论是想申请读锁还是写锁,都无法申请成功。
  • 所以我们用一句话总结:要么是一个或多个线程同时有读锁,要么是一个线程有写锁,但是两者不会同时出现。也可以总结为:读读共享、其他都互斥(写写互斥、读写互斥、写读互斥)。

    使用案例

    下面我们举个例子来应用读写锁,ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 的实现类,最主要的有两个方法:readLock() 和 writeLock() 用来获取读锁和写锁。

    代码如下:

    /**
     * 描述:     演示读写锁用法
     */
    public class ReadWriteLockDemo {
    
        private static final ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(
                false);
        private static final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = reentrantReadWriteLock
                .readLock();
        private static final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = reentrantReadWriteLock
                .writeLock();
    
        private static void read() {
            readLock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "得到读锁,正在读取");
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放读锁");
                readLock.unlock();
            }
        }
    
        private static void write() {
            writeLock.lock();
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "得到写锁,正在写入");
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放写锁");
                writeLock.unlock();
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            new Thread(() -> read()).start();
            new Thread(() -> read()).start();
            new Thread(() -> write()).start();
            new Thread(() -> write()).start();
        }
    }
    

    程序的运行结果是:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    Thread-0得到读锁,正在读取
    Thread-1得到读锁,正在读取
    Thread-0释放读锁
    Thread-1释放读锁
    Thread-2得到写锁,正在写入
    Thread-2释放写锁
    Thread-3得到写锁,正在写入
    Thread-3释放写锁
    

    可以看出,读锁可以同时被多个线程获得,而写锁不能。

    读写锁适用场合

    最后我们来看下读写锁的适用场合,相比于 ReentrantLock 适用于一般场合,ReadWriteLock 适用于读多写少的情况,合理使用可以进一步提高并发效率。

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