在并發(fā)編程中，讀寫(xiě)鎖 ReentrantReadWriteLock 的性能已經(jīng)算是比較高的了，因?yàn)樗鼘⒈^鎖的粒度分的更細(xì)，在它里面有讀鎖和寫(xiě)鎖，當(dāng)所有操作為讀操作時(shí)，并發(fā)線程是可以共享讀鎖同時(shí)運(yùn)行的，這樣就無(wú)需排隊(duì)執(zhí)行了，所以執(zhí)行效率也就更高。

那么問(wèn)題來(lái)了，有沒(méi)有比讀寫(xiě)鎖 ReentrantReadWriteLock 性能更高的鎖呢？

答案是有的，在 Java 中，比 ReentrantReadWriteLock 性能更高的鎖有以下兩種：

• 樂(lè)觀鎖：樂(lè)觀鎖是一種非阻塞鎖機(jī)制，它是通過(guò) Compare-And-Swap（CAS）對(duì)比并替換來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的更改的，它假設(shè)多個(gè)線程（或進(jìn)程）之間很少會(huì)發(fā)生沖突，因此不會(huì)加鎖，只有在需要修改之后，通過(guò)對(duì)比并替換來(lái)修改共享變量的值，因此它在非高并發(fā)的環(huán)境下的性能是非常高的。
• StampedLock：它是 JDK 8 中新增的鎖類(lèi)型，它提供了三種鎖模式：讀鎖、寫(xiě)鎖和樂(lè)觀讀鎖。相較于 ReentrantReadWriteLock，StampedLock 提供了更細(xì)粒度的控制，支持樂(lè)觀讀取操作，可以提高并發(fā)性能。

1.樂(lè)觀鎖

樂(lè)觀鎖在 Java 中最常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)就是 atomic 家族下的類(lèi)，例如 AtomicInteger、AtomicLong 等，它的核心方法中使用了 CAS 對(duì)比并替換進(jìn)行變量的修改操作，如下源碼所示：

public final int incrementAndGet() {
    return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1) + 1;
}
public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
    int v;
    do {
        v = getIntVolatile(o, offset);
    } while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta)); // CAS 方法
    return v;
}

然而，如果是高并發(fā)環(huán)境下，那么樂(lè)觀鎖可以需要通過(guò)多次自旋才能成功修改變量的數(shù)據(jù)，這種場(chǎng)景下，樂(lè)觀鎖的性能可能就不如 ReentrantReadWriteLock 了。

2.StampedLock

StampedLock 有三種讀寫(xiě)方法：

• readLock：讀鎖，用于多線程并發(fā)讀取共享資源。
• writeLock：寫(xiě)鎖，用于獨(dú)占寫(xiě)入共享資源。
• tryOptimisticRead：讀樂(lè)觀鎖，用于在不阻塞其他線程的情況下嘗試讀取共享資源。

其中 readLock() 和 writeLock() 方法與 ReentrantReadWriteLock 的用法類(lèi)似，而 tryOptimisticRead() 方法則是 StampedLock 引入的新方法，它用于非常短的讀操作。

因此，我們?cè)诩渔i時(shí)，可以使用性能更高的讀樂(lè)觀鎖來(lái)替代傳統(tǒng)的讀鎖，如果能加鎖成功，則它可以和其他線程（即使是寫(xiě)操作）一起執(zhí)行，也無(wú)需排隊(duì)運(yùn)行（傳統(tǒng)讀鎖遇到寫(xiě)鎖時(shí)需要排隊(duì)執(zhí)行），這樣的話 StampedLock 的執(zhí)行效率就會(huì)更高，它是使用如下：

// 創(chuàng)建 StampedLock 實(shí)例
StampedLock lock = new StampedLock();
// 獲取樂(lè)觀讀鎖
long stamp = lock.tryOptimisticRead(); 
// 讀取共享變量
if (!lock.validate(stamp)) { // 檢查樂(lè)觀讀鎖是否有效
    stamp = lock.readLock(); // 如果樂(lè)觀讀鎖無(wú)效，則獲取悲觀讀鎖
    try {
        // 重新讀取共享變量
    } finally {
        lock.unlockRead(stamp); // 釋放悲觀讀鎖
    }
}

// 獲取悲觀讀鎖
long stamp = lock.readLock(); 
try {
    // 讀取共享變量
} finally {
    lock.unlockRead(stamp); // 釋放悲觀讀鎖
}

// 獲取寫(xiě)鎖
long stamp = lock.writeLock(); 
try {
    // 寫(xiě)入共享變量
} finally {
    lock.unlockWrite(stamp); // 釋放寫(xiě)鎖
}

使用樂(lè)觀讀鎖的特性可以提高讀操作的并發(fā)性能，適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景。如果樂(lè)觀讀鎖獲取后，在讀取共享變量前發(fā)生了寫(xiě)入操作，則 validate 方法會(huì)返回 false，此時(shí)需要轉(zhuǎn)換為悲觀讀鎖或?qū)戞i重新訪問(wèn)共享變量。

課后思考

StampedLock 底層是如何實(shí)現(xiàn)的？