Lock接口读写锁原理介绍

Lock接口读写锁原理介绍

2020-06-24 21:47:54发布 浏览数:695
概述:Lock接口读写锁原理介绍

Lock接口读写锁原理介绍

一、线程间通信的方式

首先,介绍以下几种线程间的通信方式:

协作方式 死锁方式1(通过主动加把锁) 死锁方式1(先唤醒再挂起) 备注 suspend/resume 死锁 死锁 弃用 wait/notify 不死锁 死锁 只能在synchronized关键字中用,基于对象监视器 park/unPark 死锁 不死锁 用LockSupport,令牌机制 condition的await/signal 不死锁 死锁 只能在ReentrantLock中用

二、Synchronized与Lock的对比

(1)Synchronized优点:使用简单;由JVM提供,包括了多种优化方式(锁升级,具体可看我Synchronized原理的);锁的释放不用人工干预,由JVM释放,降低了死锁的可能性。

(2)Synchronized缺点:无法使用锁的高级功能,如读写锁等,使用不灵活。

(3)Lock优点:所有Synchronized的缺点,Lock都可以解决。

(4)Lock缺点:需要手动释放锁调用unLock()方法,使用不当可能造成死锁。

三、Lock接口读写锁原理介绍

读写锁维护了一对关联锁,读锁只用于读操作,可同时被多个线程持有;写锁只用于写操作,同时只能被一个线程持有;并且在同一时间读锁和写锁也不能被同时持有,它适合读多写少的情况。读写锁的API如下:

public class ReadWriteLockTest {
    volatile long i = 0;
    //读写锁
    ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
    //读方法
    public void read() {
        rwLock.readLock().lock();//加读锁
        long iValue = i;
        rwLock.readLock().unlock();//释放读锁
    }
    //写方法
    public void write() {
        rwLock.writeLock().lock();//加写锁
        i++;
        rwLock.writeLock().unlock();//加写锁
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final ReadWriteLockTest demo = new ReadWriteLockTest();
        long startTme = System.currentTimeMillis();
        for (int i=0;i<=30; i++){
            int n = i;
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    long starttime = System.currentTimeMillis();
                    for (int j=0; j<400000; j++){
                        if (n==0) demo.write();//写少
                        else demo.read();//读多
                    }
                }
            }).start();
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时:"+ (endTime - startTme));
    }
}
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536

读写锁的原理图如下:


读写锁中包含了四个部分:

(1)watiers:等待队列,没有抢到读/写锁的线程被放入此队列等待抢锁;

(2)owner:标记写锁是被那个线程持有的,同一时间只能有一个线程持有写锁;

(3)writeCount:标记写锁(被同一个线程)重入的次数;

(4)readCount:标记读锁(共享锁)被几个线程占用。

由于动图不会搞━━( ̄ー ̄*|||━━,接下来我来用文字讲解读写锁的争抢过程:

<1>线程t1来抢“写锁”,首先判断readCount是否为0(因为读/写锁互斥,不为0说明读锁被占了,t1不能抢写锁),若readCount=0,则t1可以抢写锁,t1抢到了写锁,对writeCount做CAS操作加1,此时writeCount=1,owner=t1;

<2>同样的,t1又去抢“写锁”,先判断readCount是否为0,再判断writeCount是否为0,目前writeCount=1,owner=t1,因为owner=t1,所以t1又抢到了写锁,此时writeCount=2,owner=t1;

<3>t2线程来抢“写锁”,先判断readCount是否为0,再判断writeCount是否为0,目前writeCount=2,owner=t1,t2抢不到写锁,t2进入watiers等待队列;

<4>t1释放一次写锁,此时writeCount=1,owner=t1,再释放一次写锁,此时writeCount=0,owner=null,那么此时在等待队列中的t2就能抢到写锁,此时writeCount=1,owner=t2;

<5>t3线程来抢“读锁”,先判断writeCount是否为0,此时writeCount=1,即t2占用了写锁,而读锁与写锁互斥,所以t3抢不到读锁,t3进入等待队列;

<6>同样的t4,t5也来抢“读锁”,都抢不到,t4,t5进入等待队列;

<7>t2释放了写锁,此时writeCount=0,owner=null,t3被唤醒,出等待队列,重新去抢“读锁”,先判断writeCount是否为0,发现writeCount=0,抢成功读锁,对readCount做CAS操作加1,此时readCount=1;

<8>t4,t5经历同样的操作,此时readCount=3;

<9>此时t6线程又来抢“写锁”,发现readCount=3,抢写锁失败,进入等待队列;

<10>当t3,t4,t5都释放了读锁,此时readCount=0,等待队列中的t6线程就又能来抢写锁了。

以上就是我用文字描述的读写锁争抢的全过程,不止各位看官是否看懂了呢︿( ̄︶ ̄)︿

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