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关于后端:突击并发编程JUC系列ReentrantReadWriteLock

jiezi

突击并发编程 JUC 系列演示代码地址：
https://github.com/mtcarpenter/JavaTutorial

本章节将学习 ReentrantReadWriteLock（读写锁），ReadWriteLock 也是 java 5之后引入的，之前提到锁（如 Mutex 和ReentrantLock）根本都是排他锁，这些锁在同一时刻只容许一个线程进行拜访，而读写锁在同一时刻能够容许多个读线程拜访，然而在写线程拜访时，所有的读线程和其余写线程均被阻塞。读写锁保护了一对锁，一个读锁和一个写锁，通过拆散读锁和写锁，使得并发性相比个别的排他锁有了很大晋升。
读写锁的拜访束缚：

  • 读 - 读不互斥：读读之间不阻塞
  • 读 - 写互斥：读梗塞写，写也阻塞读
  • 写 - 写互斥：写写阻塞

ReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock 为 ReadWriteLock 接口的实现，ReadWriteLock仅定义了获取读锁和写锁的两个办法，即 readLock() 办法和 writeLock() 办法。

public interface ReadWriteLock {Lock readLock();

    Lock writeLock();}

除了接口办法之外，ReentrantReadWriteLock 还提供了一些便于外界监控其外部工作状态的办法。

  • int getReadLockCount(): 返回以后读锁被获取的次数。该次数不等于获取读锁的线程数，例如，仅一个线程，他间断获取（重进入）了 n 次读锁，那么占据读锁的线程数是 1，但该办法返回 n。
  • int getReadHoldCount(): 返回以后线程获取读锁的次数。该办法在 Java 6 中退出到 ReentrantReadWriteLock 中，应用 ThreadLocal 保留以后线程获取次数，这也使得 Java 6 的实现变得更加简单
  • boolean isWriteLocked() : 判断写锁是否被获取
  • int getWriteHoldCount(): 返回以后写锁被获取的次数

ReentrantReadWriteLock

通过 ReentrantReadWriteLock 实现一个简略的缓存，代码示例如下:

public class LockExample3 {private static final Map<String, Object> map = new HashMap<>();

    private static final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

    private static final Lock readLock = lock.readLock();

    private static final Lock writeLock = lock.writeLock();


    /**
     * 向 map 存入数据
     *
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public static Object put(String key, Object value) {writeLock.lock();
        try {return map.put(key, value);
        } finally {writeLock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 获取单个键值的值
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public static Object get(String key) {readLock.lock();
        try {return map.get(key);
        } finally {readLock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 获取 map 的键值
     *
     * @return
     */
    public static Set<String> getAllKeys() {readLock.lock();
        try {return map.keySet();
        } finally {readLock.unlock();
        }
    }


    /**
     * 革除 map 所有的数据
     */
    public static void clear() {writeLock.lock();
        try {map.clear();
        } finally {writeLock.unlock();
        }
    }

}

测试代码

public class LockExample3Test {

    // 申请总数
    public static int requestTotal = 10;


    public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(requestTotal);
        for (int i = 0; i < requestTotal; i++) {final String temp = String.valueOf(i);
            executorService.execute(() -> {
                try {add(temp);
                } catch (Exception e) { }
                countDownLatch.countDown();});
        }
        // 期待所有的线程运行实现
        countDownLatch.await();
        // 多线程获取 key
        for (int i = 0; i < requestTotal; i++) {final String temp = String.valueOf(i);
            executorService.execute(() -> {
                try {get(temp);
                } catch (Exception e) {}});

        }
        executorService.shutdown();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        // 获取所有的 keys
        System.out.println("获取所有的键值 \t" + LockExample3.getAllKeys());
        //  革除所有的 keys
        LockExample3.clear();
        // 再次获取所有的 keys 发现已被清空
        System.out.println("获取所有的键值 \t" + LockExample3.getAllKeys());

    }

    private static void add(String i) {LockExample3.put(i, Thread.currentThread().getName());
    }

    private static void get(String i) {System.out.println(i + "\t" + LockExample3.get(i));
    }
}

运行后果如下：

0    pool-1-thread-1
1    pool-1-thread-2
2    pool-1-thread-3
4    pool-1-thread-5
3    pool-1-thread-4
8    pool-1-thread-9
7    pool-1-thread-8
6    pool-1-thread-7
5    pool-1-thread-6
9    pool-1-thread-10
获取所有的键值    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
获取所有的键值    []

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