举例说明Java多线程编程中读写锁的使用

2024-09-28 04:36:53

以下示例为 java api并发库中 ReentrantReadWriteLock自带的实例，下面进行解读

 class CachedData {
  Object data;
  volatile boolean cacheValid;
  ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

  void processCachedData() {
   rwl.readLock().lock();//@1
   if (!cacheValid) {
    // Must release read lock before acquiring write lock
    rwl.readLock().unlock();//@4
    rwl.writeLock().lock();//@2
    // Recheck state because another thread might have acquired
    //  write lock and changed state before we did.
    if (!cacheValid) {//@3
     data = ...
     cacheValid = true;
    }
    // Downgrade by acquiring read lock before releasing write lock
    rwl.readLock().lock();
    rwl.writeLock().unlock(); // Unlock write, still hold read
   }

   use(data);
   rwl.readLock().unlock();
  }
 }

当有n多线程使用同一CachedData 实例对象调用processCachedData方法时，就会产生线程的并发问题.
@1行，当有线程正在对数据进行写操作的时候，运行到@1行的线程要等待写操作的完成，因为第一个运行到@2的线程会加上锁，然后对数据进行需该，期间不允许任何线程进行读或者是写的操作，

当写完后，在该线程上加上读锁操作，以防止解写锁后，别的线程对数据再次进行写时出错.在第一个运行到@2的线程之后的很多线程，

可能已经运行到了@4,当对数据修改好之后，解除掉写锁，别的线程就会执行到@2，这时第一个线程已经经数据修改好了，所以有了@3的判断。

在编写多线程程序的时候,要置于并发线程的环境下考虑，巧妙的运用ReentrantReadWriteLock，在运用时，注意锁的降级，写入锁可以获得读锁，读锁不可以获得写入锁，所以在上写入锁时，必须先将读锁进行解除，然后上读锁。

使用时注意的几个方面：
　　读锁是排写锁操作的，读锁不排读锁操作，多个读锁可以并发不阻塞。即在读锁获取后和读锁释放之前，写锁并不能被任何线程获得，
　　　　　　多个读锁同时作用期间，试图获取写锁的线程都处于等待状态，当最后一个读锁释放后,试图获取写锁的线程才有机会获取写锁。
　　写锁是排写锁、排读锁操作的。当一个线程获取到写锁之后，其他试图获取写锁和试图获取读锁的线程都处于等待状态，直到写锁被释放。
写锁是可以获得读锁的，即:

　　　　　　rwl.writeLock().lock();
　　　　　　//在写锁状态中，可以获取读锁
　　　　　　rwl.readLock().lock();
　　　　　　rwl.writeLock().unlock();

　　读锁是不能够获得写锁的，如果要加写锁，本线程必须释放所持有的读锁，即:

　　　　  rwl.readLock().lock();
　　　　　　//......
　　　　　　//必须释放掉读锁，才能够加写锁
　　　　　　rwl.readLock().unlock();
　　　　　　rwl.writeLock().lock();

读写锁是线程读写同一文件所需要用到的，读写锁是什么东西在这里不做过多的解释，可以自己去百度或谷歌去搜一下。

谨在此附上我自己写的缓存系统的简单实现，你从中也能悟出缓存实现的基本思想

缓存里面有数据就从缓存中取，没有就给你从其他地方得到。

package cn.com.scl.cache 

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
/**
 * 缓存的实现，每个线程只能获得他自己的缓存，也应该是单例的
 * 本类没有去实现单例，如果需要的话可以自行去实现
 * @author scl
 *
 */
public class CacheSystem {
  private Map<String, Object> cache = new HashMap<String,Object>();
  private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
  public Object getData(String key){
    //先从缓存中去取数据,先加上读锁
    rwl.readLock().lock();
    Object obj = null;
    try{
      obj = cache.get(key);
      if(obj == null){
        //先解除读锁，在上写锁(必须先解除读锁才能成功上写锁)
        rwl.readLock().unlock();
        rwl.writeLock().lock();
        //去数据库取数据,再判断一次是否为null，因为有可能多个线程获得写锁
        try{
        if(obj == null){
          obj = new String("obj is get from db");
        }
        }finally{
          //先上读锁，然后再解除写锁（这样可以成功完成，在解除写锁前获得读锁，写锁被降级--这翻译的api上的）
          rwl.readLock().lock();
          rwl.writeLock().unlock();//解除写锁，读锁仍然持有
        }
      }
    }finally{
      rwl.readLock().unlock();
    }
    return obj;
  } 

}

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