读写锁 ReadWriteLock

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ReadWriteLock

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ReadWriteLock是JDK5中提供的读写分离锁。读写分离锁可以有效地帮助减少锁竞争，以提高系统性能。用锁分离的机制来提升性能非常容易理解，比如线程A1,A2,A3进行写操作，B1,B2,B3进行读操作，如果使用重入锁或者内部锁（synchronized）则论路上说所有读之间、读与写之间、写与写之间都是穿行操作的。当B1进行读取时，B2、B3则需要等待锁。由于读操作并不对数据的完整性造成破坏，这种等待显然是不合理的。因此，读写锁就有了发挥功能的余地。

在这种情况下，读写锁允许多个线程同时读，使得B1,B2,B3之间真正并行。但是，考虑都数据完整性，写写操作和读写操作间依然时需要相互等待和持有锁的。总的来说，读写锁的访问约束如下表：

image.png

使用示例

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如果在系统中，读操作次数远远大于写操作，则读写锁就可以发挥最大的功效，提升系统的性能。这里我给出一个稍微夸张点的案例，来说明读写锁对性能的帮助：

/**
 * @Author: 王琦 <QQ.Eamil>1124602935@qq.com</QQ.Eamil>
 * @Date: 2019-5-4 0004 9:17
 * @Description: 读写锁案例
 */
public class ReadWriteLockDemo {

    private static Lock lock = new ReentrantLock();
    private static ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private static Lock readLock = readWriteLock.readLock();
    private static Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
    private int val;

    /**
     * 处理读操作
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public Object handleRead(Lock lock) throws InterruptedException {
        try {
            // 模拟读操作
            lock.lock();
            // 读操作的耗时越多，读写锁的性能优势就越明显
            Thread.sleep(1000);
            return val;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 处理写操作
     *
     * @throws InterruptedException
     */
    public void handleWrite(Lock lock, int index) throws InterruptedException {
        try {
            // 模拟写操作
            lock.lock();
            Thread.sleep(1000);
            val = index;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        final ReadWriteLockDemo demo = new ReadWriteLockDemo();
        Runnable readRunnale = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    demo.handleRead(readLock);
                    demo.handleRead(lock);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        Runnable writeRunnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    demo.handleWrite(writeLock, new Random().nextInt());
                    demo.handleWrite(lock, new Random().nextInt());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        for (int i=0; i<18; i++){
            new Thread(readRunnale).start();
        }

        for (int i=0; i<2; i++){
            new Thread(writeRunnable).start();
        }
    }
}

总结

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对于读写锁访问约束如下：
（1）读-读不互斥：读读之间不阻塞
（2）读-写互斥：读阻塞写，写也会阻塞读
（3）写-写互斥：写写阻塞