8 读写锁

8.1 读写锁

现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。

针对这种场景：JAVA的并发包提供了读写锁ReentrantReadWriteLock，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁

1.线程进入读锁的前提：

  • 没有其他线程的写锁
  • 没有写请求，或者==有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入锁)。==

2.线程进入写锁的前提条件：

  • 没有其他线程的读锁
  • 没有其他线程的写锁

而读写锁有以下三个重要的特性：

（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平锁的获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。

（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。

（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。

8.2 ReentrantReadWriteLock

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public class ReentrantReadWriteLock
        implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
   
    /** readlock */
    private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
    /**  writelock */
    private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
    /** Performs all synchronization mechanics */
    final Sync sync;

    /**
     *  使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的
ReentrantReadWriteLock
     */
    public ReentrantReadWriteLock() {
        this(false);
    }

    /**
     * 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock
     */
    public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        readerLock = new ReadLock(this);
        writerLock = new WriteLock(this);
    }

  /** 返回用于写操作的锁**/
    public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return writerLock; }
  /** 返回用于读操作的锁**/
  public ReentrantReadWriteLock.ReadLock  readLock()  { return readerLock; }
 abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {}
  
  static final class NonfairSync extends Sync {}
  
  static final class FairSync extends Sync {}
  
  public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {}
  
  public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {}
}

可以看到，ReentrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口，ReadWriteLock接口定义了获取读锁和写锁的规范，具体需要实现类去实现；同时其还实现了Serializable接口，表示可以进行序列化，在源代码中可以看到ReentrantReadWriteLock实现了自己的序列化逻辑。

8.3 入门案例

场景：使用ReentrantReadWriteLock对一个hashmap进行读和写操作

8.4 小节（重要）

  • 在线程持有锁的情况下，该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候，如果发现当前的读锁被占用，就马上获取失败，不管读锁是不是被当前线程持有)。

  • 在线程持有写锁的情况下，该线程可以继续获取读锁(获取读锁时，如果发现写锁被占用，只有写锁没有被当前线程占有的情况下才会获取失败)。

    原因：当线程获取读锁的时候，可能有其他线程同时也值啊持有读锁，因此不能把获取读锁的线程“升级”为写锁；而对于获得写锁的进程，它一定独占了读写锁，因此可以继续让他获取读锁，当它同时获取了写锁和读锁后，还可以先释放写锁继续持有读锁，这样一个写锁就“降级”为了读锁。