ReadWriteLock
適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景惩歉，針對(duì)讀多寫(xiě)少這種并發(fā)場(chǎng)景喝检，Java SDK并發(fā)包提供了讀寫(xiě)鎖——ReadWriteLock纯趋，非常容易使用憎兽，并且性能很好冷离。
讀寫(xiě)鎖
讀寫(xiě)鎖都遵守以下三條基本原則：
- 允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享變量；
- 只允許一個(gè)線程寫(xiě)共享變量纯命；
- 如果一個(gè)寫(xiě)線程正在執(zhí)行寫(xiě)操作西剥，此時(shí)禁止讀線程讀共享變量；
讀寫(xiě)鎖與互斥鎖的一個(gè)重要區(qū)別就是讀寫(xiě)鎖允許多個(gè)線程同時(shí)讀共享變量亿汞，而互斥鎖是不允許的瞭空，但讀寫(xiě)鎖的寫(xiě)操作是互斥的，當(dāng)一個(gè)線程在寫(xiě)共享變量的時(shí)候疗我，是不允許其他線程執(zhí)行寫(xiě)操作和讀操作匙铡。
ReadWriteLock快速實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的緩存工具類(lèi)
聲明了一個(gè)Cache<K, V>類(lèi)，緩存的數(shù)據(jù)保存在Cache類(lèi)內(nèi)部的HashMap里面碍粥，HashMap不是線程安全的鳖眼，這里我們使用讀寫(xiě)鎖ReadWriteLock 來(lái)保證其線程安全。ReadWriteLock 是一個(gè)接口嚼摩，它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)是ReentrantReadWriteLock钦讳，通過(guò)名字你應(yīng)該就能判斷出來(lái)，它是支持可重入的枕面。
class Cache<K,V> {
final Map<K, V> m =
new HashMap<>();
final ReadWriteLock rwl =
new ReentrantReadWriteLock();
final Lock r = rwl.readLock();
final Lock w = rwl.writeLock();
V get(K key) {
V v = null;
//讀緩存
r.lock(); ①
try {
v = m.get(key); ②
} finally{
r.unlock(); ③
}
//緩存中存在愿卒，返回
if(v != null) { ④
return v;
}
//緩存中不存在，查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)
w.lock(); ⑤
try {
//再次驗(yàn)證
//其他線程可能已經(jīng)查詢(xún)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)
v = m.get(key); ⑥
if(v == null){ ⑦
//查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)
v=省略代碼無(wú)數(shù)
m.put(key, v);
}
} finally{
w.unlock();
}
return v;
}
}
為什么我們要在代碼⑥⑦處再次驗(yàn)證呢潮秘？
原因是在高并發(fā)的場(chǎng)景下琼开，有可能會(huì)有多線程競(jìng)爭(zhēng)寫(xiě)鎖。假設(shè)緩存是空的枕荞，沒(méi)有緩存任何東西柜候，如果此時(shí)有三個(gè)線程T1、T2和T3同時(shí)調(diào)用get()方法躏精，并且參數(shù)key也是相同的渣刷。那么它們會(huì)同時(shí)執(zhí)行到代碼⑤處，但此時(shí)只有一個(gè)線程能夠獲得寫(xiě)鎖矗烛，假設(shè)是線程T1辅柴，線程T1獲取寫(xiě)鎖之后查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)并更新緩存，最終釋放寫(xiě)鎖瞭吃。此時(shí)線程T2和T3會(huì)再有一個(gè)線程能夠獲取寫(xiě)鎖碌嘀，假設(shè)是T2，如果不采用再次驗(yàn)證的方式歪架，此時(shí)T2會(huì)再次查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)股冗。T2釋放寫(xiě)鎖之后，T3也會(huì)再次查詢(xún)一次數(shù)據(jù)庫(kù)牡拇。而實(shí)際上線程T1已經(jīng)把緩存的值設(shè)置好了魁瞪，T2穆律、T3完全沒(méi)有必要再次查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)惠呼。所以导俘，再次驗(yàn)證的方式，能夠避免高并發(fā)場(chǎng)景下重復(fù)查詢(xún)數(shù)據(jù)的問(wèn)題剔蹋。
鎖的升級(jí)
ReadWriteLock并不支持鎖的升級(jí)旅薄。
//讀緩存
r.lock(); ①
try {
v = m.get(key); ②
if (v == null) {
w.lock();
try {
//再次驗(yàn)證并更新緩存
//省略詳細(xì)代碼
} finally{
w.unlock();
}
}
} finally{
r.unlock(); ③
}
這樣看上去好像是沒(méi)有問(wèn)題的，先是獲取讀鎖泣崩，然后再升級(jí)為寫(xiě)鎖少梁，對(duì)此還有個(gè)專(zhuān)業(yè)的名字，叫鎖的升級(jí)矫付】Γ可惜ReadWriteLock并不支持這種升級(jí)。在上面的代碼示例中买优，讀鎖還沒(méi)有釋放妨马，此時(shí)獲取寫(xiě)鎖，會(huì)導(dǎo)致寫(xiě)鎖永久等待杀赢，最終導(dǎo)致相關(guān)線程都被阻塞烘跺，永遠(yuǎn)也沒(méi)有機(jī)會(huì)被喚醒。
然鎖的升級(jí)是不允許的脂崔，但是鎖的降級(jí)卻是允許的滤淳。
總結(jié):ReentrantLock，也支持公平模式和非公平模式砌左。讀鎖和寫(xiě)鎖都實(shí)現(xiàn)了 java.util.concurrent.locks.Lock接口脖咐，所以除了支持lock()方法外，tryLock()汇歹、lockInterruptibly() 等方法也都是支持的文搂。但是有一點(diǎn)需要注意，那就是只有寫(xiě)鎖支持條件變量秤朗，讀鎖是不支持條件變量的煤蹭，讀鎖調(diào)用newCondition()會(huì)拋出UnsupportedOperationException異常。
