Lock應用之 讀寫鎖

不管是内部鎖還是Lock都是獨占鎖，或者稱之排他鎖，即讀寫互斥、寫寫互斥、讀讀互斥；與排他鎖相對的另一種鎖是共享鎖，Java的ReadWriteLock是一種共享鎖，提供讀讀共享，但讀寫和寫寫仍然互斥。

ReadWriteLock最大的特性就是讀讀共享，比如A線程讀鎖正在進行讀取操作，此時如果B線程請求讀鎖，那麼B線程可以馬上順利獲得讀鎖而無需等待，但此時如果C線程請求寫鎖，那麼C線程需要等待鎖可用。ReadWriteLock由于提供了讀讀共享而增加了複雜性，是以在讀寫都相當頻繁的場景并不能展現出性能優勢，隻有在讀操作極多而寫操作極少的場景下才能展現其性能優勢。比如，一個應用系統安裝完成後需要導入一批維護性的初始化資料，這些資料可以通過界面修改，但需要修改的情況極少，當系統一啟動就會自動加載初始化資料到指定資料結構（如HashMap）供各個子產品讀取使用，那麼可以為這些資料的讀寫加ReadWriteLock，以提高讀取性能并保持資料的一緻性。

ReentrantReadWriteLock類是ReadWriteLock接口的一個實作，它與ReentrantLock類一樣提供了公平競争與不公平競争兩種機制，預設也是使用非公平競争機制。ReentrantLock是排他鎖，使用非公平競争機制時，搶占的機會相對還是比較少的，隻有當新請求恰逢鎖釋放時才有機會搶占，是以發生線程饑餓的現象幾乎很少。然而ReentrantReadWriteLock是共享鎖，或者說讀讀共享，并且經常使用于讀多寫少的場景，即請求讀操作的線程多而頻繁而請求寫操作的線程極少且間隔長，在這種場景下，使用非公平競争機制極有可能造成寫線程饑餓。比如，R1線程此時持有讀鎖且在進行讀取操作，W1線程請求寫鎖是以需要排隊等候，在R1釋放鎖之前，如果R2,R3,...,Rn 不斷的到來請求讀鎖，因為讀讀共享，是以他們不用等待馬上可以獲得鎖，如此下去W1永遠無法獲得寫鎖，一直處于饑餓狀态。是以使用ReentrantReadWriteLock類時，小心選擇公平機制，以免遇到出乎預料的結果。

最後，Java5的讀寫鎖實作有瑕疵，可能發生死鎖，在Java6已經修複，是以避免使用Java5讀寫鎖。

示例代碼：

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<code>import</code> <code>java.util.HashMap;</code>

<code>import</code> <code>java.util.concurrent.TimeUnit;</code>

<code>import</code> <code>java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;</code>

<code>import</code> <code>java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>TestReadWriteLock {</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>final</code> <code>int</code> <code>MAX_INDEX = </code><code>100</code><code>;</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>HashMap&lt;Integer,Integer&gt; mInitDataMap;</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>ReadWriteLock mRWlock;</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>volatile</code> <code>boolean</code> <code>isNonStop;</code>

<code>                                </code> 

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>start() {</code>

<code>        </code><code>this</code><code>.isNonStop = </code><code>true</code><code>;</code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>void</code> <code>stop() {</code>

<code>        </code><code>this</code><code>.isNonStop = </code><code>false</code><code>;</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>TestReadWriteLock(){</code>

<code>        </code><code>init();</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>void</code> <code>init() {</code>

<code>        </code><code>mInitDataMap = </code><code>new</code> <code>HashMap&lt;Integer,Integer&gt;(MAX_INDEX);</code>

<code>        </code><code>mRWlock = </code><code>new</code> <code>ReentrantReadWriteLock();</code>

<code>                                    </code> 

<code>        </code><code>for</code><code>(</code><code>int</code> <code>i=</code><code>0</code><code>; i&lt;MAX_INDEX; i++){</code>

<code>            </code><code>mInitDataMap.put(i, i);</code>

<code>        </code><code>}</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>class</code> <code>Reader </code><code>implements</code> <code>Runnable{</code>

<code>        </code><code>@Override</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>void</code> <code>run() {</code>

<code>            </code><code>while</code><code>(isNonStop){</code>

<code>                </code><code>mRWlock.readLock().lock();</code>

<code>                </code><code>System.out.println(Thread.currentThread().getName() + </code><code>": get the read lock."</code><code>);</code>

<code>                                            </code> 

<code>                </code><code>try</code><code>{</code>

<code>                    </code><code>mInitDataMap.get((</code><code>int</code><code>)((MAX_INDEX-</code><code>1</code><code>)*Math.random()));</code>

<code>                                                </code> 

<code>                    </code><code>//此處增加讀取時間使寫線程更容易處于饑餓狀态</code>

<code>                    </code><code>/*try {</code>

<code>                        </code><code>TimeUnit.MILLISECONDS.sleep((long) (1000*Math.random()));</code>

<code>                    </code><code>} catch (InterruptedException e) {</code>

<code>                        </code><code>e.printStackTrace();</code>

<code>                    </code><code>}*/</code>

<code>                </code><code>}</code>

<code>                </code><code>finally{</code>

<code>                    </code><code>mRWlock.readLock().unlock();</code>

<code>            </code><code>}          </code>

<code>    </code><code>private class Writer implements Runnable{</code>

<code>        </code><code>public void run() {</code>

<code>            </code><code>while(isNonStop){</code>

<code>                </code><code>mRWlock.writeLock().lock();</code>

<code>                </code><code>System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": get the write lock.");</code>

<code>                </code><code>try{</code>

<code>                    </code><code>mInitDataMap.put((int)((MAX_INDEX-1)*Math.random()), (int)((MAX_INDEX-1)*Math.random()));</code>

<code>                        </code><code>TimeUnit.MILLISECONDS.sleep((long) (1000));</code>

<code>                </code><code>finally</code><code>{</code>

<code>                    </code><code>mRWlock.writeLock().unlock();</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) </code><code>throws</code> <code>InterruptedException {</code>

<code>        </code><code>TestReadWriteLock testReadWriteLock = </code><code>new</code> <code>TestReadWriteLock();</code>

<code>        </code><code>testReadWriteLock.start();</code>

<code>        </code><code>for</code><code>(</code><code>int</code> <code>i=</code><code>0</code><code>; i&lt;</code><code>5</code><code>*MAX_INDEX; i++){</code>

<code>            </code><code>new</code> <code>Thread(testReadWriteLock.</code><code>new</code> <code>Reader()).start();</code>

<code>        </code><code>new</code> <code>Thread(testReadWriteLock.</code><code>new</code> <code>Writer()).start();</code>

<code>        </code><code>TimeUnit.SECONDS.sleep(</code><code>5</code><code>);</code>

<code>        </code><code>testReadWriteLock.stop();</code>

<code>}</code>

<code></code>

     本文轉自sarchitect 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/stevex/1301216，如需轉載請自行聯系原作者