為什么要用讀寫(xiě)鎖？它有什么優(yōu)點(diǎn)？
讀寫(xiě)鎖(Readers-Writer Lock)顧名思義是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫(xiě)鎖，其中讀鎖允許多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)獲得，因?yàn)樽x操作本身是線(xiàn)程安全的，而寫(xiě)鎖則是互斥鎖，不允許多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)獲得寫(xiě)鎖，并且寫(xiě)操作和讀操作也是互斥的?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，讀寫(xiě)鎖的特點(diǎn)是：讀讀不互斥、讀寫(xiě)互斥、寫(xiě)寫(xiě)互斥。
1.讀寫(xiě)鎖使用
在 Java 語(yǔ)言中，讀寫(xiě)鎖是使用 ReentrantReadWriteLock 類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中：
- ReentrantReadWriteLock.ReadLock 表示讀鎖，它提供了 lock 方法進(jìn)行加鎖、unlock 方法進(jìn)行解鎖。
- ReentrantReadWriteLock.WriteLock 表示寫(xiě)鎖，它提供了 lock 方法進(jìn)行加鎖、unlock 方法進(jìn)行解鎖。
它的基礎(chǔ)使用如下代碼所示：
// 創(chuàng)建讀寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 獲得讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
// 獲得寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
// 讀鎖使用
readLock.lock();
try {
// 業(yè)務(wù)代碼...
} finally {
readLock.unlock();
}
// 寫(xiě)鎖使用
writeLock.lock();
try {
// 業(yè)務(wù)代碼...
} finally {
writeLock.unlock();
}
1.1 讀讀不互斥
多個(gè)線(xiàn)程可以同時(shí)獲取到讀鎖，稱(chēng)之為讀讀不互斥，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建讀寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 創(chuàng)建讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
Thread t1 = new Thread(() -> {
readLock.lock();
try {
System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
readLock.unlock();
}
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
readLock.lock();
try {
System.out.println("[t2]得到讀鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t2]釋放讀鎖.");
readLock.unlock();
}
});
t2.start();
以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：
1.2 讀寫(xiě)互斥
讀鎖和寫(xiě)鎖同時(shí)使用是互斥的(也就是不能同時(shí)獲得)，這稱(chēng)之為讀寫(xiě)互斥，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建讀寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 創(chuàng)建讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
// 創(chuàng)建寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
// 使用讀鎖
Thread t1 = new Thread(() -> {
readLock.lock();
try {
System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
readLock.unlock();
}
});
t1.start();
// 使用寫(xiě)鎖
Thread t2 = new Thread(() -> {
writeLock.lock();
try {
System.out.println("[t2]得到寫(xiě)鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t2]釋放寫(xiě)鎖.");
writeLock.unlock();
}
});
t2.start();
以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：
1.3 寫(xiě)寫(xiě)互斥
多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)使用寫(xiě)鎖也是互斥的，這稱(chēng)之為寫(xiě)寫(xiě)互斥，如下代碼所示：
// 創(chuàng)建讀寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 創(chuàng)建寫(xiě)鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
Thread t1 = new Thread(() -> {
writeLock.lock();
try {
System.out.println("[t1]得到寫(xiě)鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t1]釋放寫(xiě)鎖.");
writeLock.unlock();
}
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
writeLock.lock();
try {
System.out.println("[t2]得到寫(xiě)鎖.");
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("[t2]釋放寫(xiě)鎖.");
writeLock.unlock();
}
});
t2.start();
以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：
2.優(yōu)點(diǎn)分析
提高了程序執(zhí)行性能：多個(gè)讀鎖可以同時(shí)執(zhí)行，相比于普通鎖在任何情況下都要排隊(duì)執(zhí)行來(lái)說(shuō)，讀寫(xiě)鎖提高了程序的執(zhí)行性能。
避免讀到臨時(shí)數(shù)據(jù)：讀鎖和寫(xiě)鎖是互斥排隊(duì)執(zhí)行的，這樣可以保證了讀取操作不會(huì)讀到寫(xiě)了一半的臨時(shí)數(shù)據(jù)。
3.適用場(chǎng)景
讀寫(xiě)鎖適合多讀少寫(xiě)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，此時(shí)讀寫(xiě)鎖的優(yōu)勢(shì)最大。
總結(jié)
讀寫(xiě)鎖是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫(xiě)鎖，其中讀鎖允許多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)獲得，而寫(xiě)鎖則是互斥鎖。它的完整規(guī)則是：讀讀不互斥、讀寫(xiě)互斥、寫(xiě)寫(xiě)互斥。它適用于多讀的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，使用它可以有效的提高程序的執(zhí)行性能，也能避免讀取到操作了一半的臨時(shí)數(shù)據(jù)。
