ReentrantReadWriteLock读写锁

ReentrantLock实现了标准的互斥锁:一次最多只有一个线程能够持有相同ReentrantLock。但是互斥通常做为保护数据一致性的很强的加锁约束,因此,过分的限制了并发性。互斥是保守的加锁策略,避免了

“写/写”和“写/读"的重读,但是同样避开了"读/读"的重叠。在很多情况下,数据结构是”频繁被读取“的——它们是可变的,有时候会被改变,但多数访问只进行读操作。此时,如果能够放宽,允许多个读者同时访问数据结构就

非常好了。只要每个线程保证能够读到最新的数据(线程的可见性),并且在读者读取数据的时候没有其他线程修改数据,就不会发生问题。这就是读-写锁允许的情况:一个资源能够被多个读者访问,或者被一个写者访问,两者不能同时进行。

ReadWriteLock,暴露了2个Lock对象,一个用来读,另一个用来写。读取ReadWriteLock锁守护的数据,你必须首先获得读取的锁,当需要修改ReadWriteLock守护的数据,你必须首先获得写入锁。

ReadWriteLock源码接口如下:

public interface ReadWriteLock {
    /**
     * Returns the lock used for reading.
     *
     * @return the lock used for reading
     */
    Lock readLock();

    /**
     * Returns the lock used for writing.
     *
     * @return the lock used for writing
     */
    Lock writeLock();
}

读写锁实现的加锁策略允许多个同时存在的读者,但是只允许一个写者。与Lock一样,ReadWriteLock允许多种实现,造成性能,调度保证,获取优先,公平性,以及加锁语义等方面的不尽相同。

读写锁的设计是用来进行性能改进的,使得特定情况下能够有更好的并发性。时间实践中,当多处理器系统中,频繁的访问主要为读取数据结构的时候哦,读写锁能够改进性能;在其他情况下运行的情况比独占

的锁要稍微差一些,这归因于它更大的复杂性。使用它能否带来改进,最好通过对系统进行剖析来判断:好在ReadWriteLock使用Lock作为读写部分的锁,所以如果剖析得的结果发现读写锁没有能提高性能,把读写锁置换为独占锁是比较容易。

ReentrantReadWriteLock详解

下面我们用synchonized来进行读操作,对于读操作性能如何呢?

public class ReadWriteLockTest {
    private ReentrantReadWriteLock rw1 = new ReentrantReadWriteLock();

    public static void main(String[] args) {
        final ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.get(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.get(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

    }

    public synchronized void get(Thread thread) {

        long start = System.currentTimeMillis();
        while (System.currentTimeMillis() - start <= 1){
            System.out.println(thread.getName() + "正在读操作");
        }
        System.out.println(thread.getName() + "读操作完成");

    }

}

执行结果:

Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0读操作完成
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1读操作完成

可以看到要线程Thread0读操作完了,Thread1才能进行读操作。明显这样性能很慢。

现在我们用ReadWriteLock来进行读操作,看一下性能如何

基础代码:

public class ReadWriteLockTest {
        private ReentrantReadWriteLock rw1 = new ReentrantReadWriteLock();

    public  void getW(Thread thread) {
        try {
            rw1.writeLock().lock();
            long start = System.currentTimeMillis();
            while (System.currentTimeMillis() - start <= 10){
                System.out.println(thread.getName() + "正在写操作");
            }
            System.out.println(thread.getName() + "写操作完成");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rw1.writeLock().unlock();
        }

    }
        public  void getR(Thread thread) {
        try {
            rw1.readLock().lock();
            long start = System.currentTimeMillis();
            while (System.currentTimeMillis() - start <= 10){
                System.out.println(thread.getName() + "正在读操作");
            }
            System.out.println(thread.getName() + "读操作完成");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rw1.readLock().unlock();
        }

    }
}   

并发读:

public static void main(String[] args) {
        final ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getR(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getR(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

    }

执行结果:

Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-1正在读操作
Thread-0读操作完成
Thread-1读操作完成

可以看到线程间是不用排队来读操作的。这样效率明显很高。

并发写:

public static void main(String[] args) {
        final ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getW(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getW(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

    }

执行结果:

Thread-0正在写操作
Thread-0正在写操作
Thread-0正在写操作
Thread-0正在写操作
Thread-0正在写操作
Thread-0正在写操作
Thread-0写操作完成
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1写操作完成

由此看出写写操作是互斥的

并发读写:

public static void main(String[] args) {
        final ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getR(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

        new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                test.getW(Thread.currentThread());
            }
        }.start();

    }

执行结果:

Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0正在读操作
Thread-0读操作完成
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1正在写操作
Thread-1写操作完成

由此看出读写操作是互斥的

ReentrantReadWriteLock公平锁

ReentrantReadWriteLock为两个锁提供了可重入的加锁语义,它是继承了ReadWriteLock,扩展了ReadWriteLock。它与ReadWriteLock相同,ReentrantReadWriteLock能够被构造

为非公平锁(构造方法不设置参数,默认是非公平),或者公平。在公平锁中,选择权交给等待时间最长的线程;如果锁由读者获得,而一个线程请求写入锁,那么不再允许读者获得读取锁,直到写者被受理,平且已经释放了写锁。

在非公平的锁中,线程允许访问的顺序是不定的。由写者降级为读者是允许的;从读者升级为写者是不允许的(尝试这样的行为会导致死锁)

  当锁被持有的时间相对较长,并且大部分操作都不会改变锁守护的资源,那么读写锁能够改进并发性。ReadWriteMap使用了ReentrantReadWriteLock来包装Map,使得它能够在多线程间

被安全的共享,并仍然能够避免 "读-写" 或者 ”写-写“冲突。显示中ConcurrentHashMap并发容器的性能已经足够好了,所以你可以是使用他,而不必使用这个新的解决方案,如果你需要并发的部分

只有哈希Map,但是如果你需要为LinkedHashMap这种可替换元素Map提供更好的并发访问,那么这项技术是非常有用的。

用读写锁包装的Map如下图:

读写锁性能:

总结:

  显式的Lock与内部锁相比提供了一些扩展的特性,包括处理不可用的锁时更好的灵活性,以及对队列行为更好的控制。但是ReentrantLock不能完全替代synchronized;只有当你需要synchronized没能提供的特性时才应该使用。

  读-写锁允许多个读者并发访问被守护的对象,当访问多为读取数据结构的时候,它具有改进可伸缩性的潜力。

当时做记录的时候忘记记录原文链接了,作者看到之后可以私信我,我补上原文链接.

原文地址:https://www.cnblogs.com/eternityz/p/12238817.html

时间: 2024-11-09 03:21:17

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ReentrantReadWriteLock读写锁的使用&lt;转&gt;

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