25 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:

  1. 如果有一个线程已经占用了读锁,则此时其他线程如果要申请读锁,可以申请成功。
  2. 如果有一个线程已经占用了读锁,则此时其他线程如果要申请写锁,则申请写锁的线程会一直等待释放读锁,因为读写不能同时操作。
  3. 如果有一个线程已经占用了写锁,则此时其他线程如果申请写锁或者读锁,都必须等待之前的线程释放写锁,同样也因为读写不能同时,并且两个线程不应该同时写。

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:

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/**
* 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:

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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。