话说 ReadWriteLock

原创

木子的昼夜

修改于 2021-04-06 11:08:42

3280

修改于 2021-04-06 11:08:42

文章被收录于专栏：互联网底层的我们互联网底层的我们

ReadWriteLock

读写锁：读读不互斥，读写互斥，写写互斥；

也就是说：

A读的时候B可以读，

A读的时候B不可以写，

A写的时候B不可以写

这里举个例子：不同线程对变量x 读写

public class ReadWriteLockTest {
    ReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock();
    public int x = 0;
    public static void main(String[] args) {

    }

    // A读
    public void A(){
        try{
            // 读锁
            rw.readLock().lock();
            System.out.println("A开始读： x="+x);
            sleep(5);
            System.out.println("A读完了： x="+x);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            rw.readLock().unlock();
        }
    }

    // B读
    public void B(){
        try{
            // 读锁
            rw.readLock().lock();
            System.out.println("B开始读： x="+x);
            sleep(5);
            System.out.println("B读完了： x="+x);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            rw.readLock().unlock();
        }
    }

    // C写
    public void C(){
        try{
            // 写锁
            rw.writeLock().lock();
            System.out.println("C开始写： x="+x);
            sleep(5);
            x = 10;
            System.out.println("C写完了： x="+x);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            rw.writeLock().unlock();
        }
    }
     // D写
    public void D(){
        try{
            // 写锁
            rw.writeLock().lock();
            System.out.println("D开始写： x="+x);
            sleep(5);
            x = 100;
            System.out.println("D写完了： x="+x);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            rw.writeLock().unlock();
        }
    }
    // E 同一线程 读写不互斥
    public void E(){
        try{
            // 写锁
            rw.writeLock().lock();
            System.out.println("E开始写： x="+x);
            x = 99;
            rw.readLock().lock();
            System.out.println("E没写完呢 E开始读：x="+x);
            x = 100;
            System.out.println("E写完了： x="+x);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            rw.writeLock().unlock();
        }
    }
    
    // 睡眠指定秒
    public void sleep(int s){
        try {
            Thread.sleep(s*1000);
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. A 读 B可读读读共享

 public static void main(String[] args) {
     ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();
     new Thread(test::A).start();
     new Thread(test::B).start();
 }
输出结果：
A开始读： x=0
B开始读： x=0
B读完了： x=0
A读完了： x=0

2. A 读 C 不可写读写互斥

public static void main(String[] args) {
    ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();
    new Thread(test::A).start();
    new Thread(test::C).start();
}
输出结果：
A开始读： x=0
A读完了： x=0
C开始写： x=0
C写完了： x=10

3. B 写 A 不可读读写互斥

public static void main(String[] args) {
    ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();
    new Thread(test::C).start();
    new Thread(test::A).start();
}
输出结果：
C开始写： x=0
C写完了： x=10
A开始读： x=10
A读完了： x=10

4. C写 D不可写写写互斥

 public static void main(String[] args) {
        ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();
        new Thread(test::C).start();
        new Thread(test::D).start();
 }
输出结果：
C开始写： x=0
C写完了： x=10
D开始写： x=10
D写完了： x=100

5. 线程自己读写不互斥

public static void main(String[] args) {
    ReadWriteLockTest test = new ReadWriteLockTest();
    new Thread(test::E).start();
}

6. 总结

读读共享，读写互斥，写写互斥

可以把读比作是女生，把共享资源比作是厕所，女生跟女生可以拉手进厕所（读读），女生和男生不可以拉手进厕所（读写），男生和男生不可以拉手进厕所（写写）

7. 唠一唠实现方式

7.1 类继承关系

7.2 lock过程

ReadWriteLock rw = new ReentrantReadWriteLock();
rw.readLock().lock();

读锁lock大体流程是这样的：

与ReentrantLock获取锁的过程基本一致，只是在tryAcquire(写锁) 与 tryReleaseShared(读锁) 的时候有些区别

前置知识：

读写锁是怎么用state标记是读锁(数量)还是写锁(数量)的，要是我设计这个代码，

我可能会用 int readState,int writeState , 两个单独的状态来标识读锁 (数量)和写锁（数量）

但是AQS 说了只能用 一个state 和 一个双向队列 来实现（模板方法），你不能自己瞎给我改。

看看大佬们怎么实现的：

大佬把state切开了，int类型数据大小为4字节 32位，大佬把32分成了16+16 高16位表示共享锁，低16位表示独占锁

tryAcquireShared

protected final int tryAcquireShared(int unused) {
    // 获取当前线程 
    Thread current = Thread.currentThread();
    // 获取state
    int c = getState();
    // 看一下是不是独占状态（写锁），如果是独占再看一下持有锁的线程是不是当前线程，如果不是返回-1 失败
    // 如果线程E获取了独占锁 他是可以再获取共享锁锁的 看5线程自己读写不互斥例子
    if (exclusiveCount(c) != 0 &&
        getExclusiveOwnerThread() != current)
        return -1;
    // 获取共享锁数量（高16位）
    int r = sharedCount(c);
    // 判断是不是需要block
    if (!readerShouldBlock() &&
        // 判断获取锁的线程有没有超过最大线程
        r < MAX_COUNT && 
        // cas设置state 这里不是c+1 是c+SHARED_UNIT 
        // SHARED_UNIT的二进制位： 10000_0000_0000_0000 
        // 为什么是加这个 因为是高16位+1  也就是需要加65536=65535+1
        compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
        // 到这里其实已经获取锁成功了 下边的一些操作 是设置一些需要的属性
        if (r == 0) {
            // 如果是第一个独占锁 就设置firstReader为当前线程
            // firstReaderHoldCount = 1
            firstReader = current;
            firstReaderHoldCount = 1;
        } else if (firstReader == current) {
            // 如果第一个独享锁占有者是自己 那就firstReaderHoldCount++
            firstReaderHoldCount++;
        } else {
            // 第一个独占锁不是自己  这里操作骚里骚气 没有很懂
            // 只知道是把持有独占锁的次数+1（排除第一个获取独占锁的线程 因为上边那两个变量单独记录了）
            // 这里用到了threadlocal技术
            
            // cachedHoldCounter 这个玩意存着最后获取共享锁的线程 和 数量 
            HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
            // 
            if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
                // readHolds.get()就是返回ThreadLocal中存储的对象 线程第一次进来会创建
                cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
            else if (rh.count == 0)
                readHolds.set(rh);
            // 独占锁总数+1 
            rh.count++;
        }
        return 1;
    }
    // 如果没有成功 调用fullTryAcquireShared
    return fullTryAcquireShared(current);
}

fullTryAcquireShared

 
// 上边失败了 这里就死循环获取锁 
final int fullTryAcquireShared(Thread current) {
    
    HoldCounter rh = null;
    for (;;) {
        // 获取state
        int c = getState();
        // 跟上边一样 
        if (exclusiveCount(c) != 0) {
            if (getExclusiveOwnerThread() != current)
                return -1;
            // else we hold the exclusive lock; blocking here
            // would cause deadlock.
            // readerShouldBlock这个公平锁和非公平锁的逻辑不一样 
        } else if (readerShouldBlock()) {
            // Make sure we're not acquiring read lock reentrantly
            if (firstReader == current) {
                // assert firstReaderHoldCount > 0;
            } else {
                if (rh == null) {
                    rh = cachedHoldCounter;
                    if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current)) {
                        rh = readHolds.get();
                        if (rh.count == 0)
                            readHolds.remove();
                    }
                }
                if (rh.count == 0)
                    return -1;
            }
        }
        // 最大获取锁线程数校验
        if (sharedCount(c) == MAX_COUNT)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        // +1 
        if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
            // 上边一样 一系列设置
            if (sharedCount(c) == 0) {
                firstReader = current;
                firstReaderHoldCount = 1;
            } else if (firstReader == current) {
                firstReaderHoldCount++;
            } else {
                if (rh == null)
                    rh = cachedHoldCounter;
                if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
                    rh = readHolds.get();
                else if (rh.count == 0)
                    readHolds.set(rh);
                rh.count++;
                cachedHoldCounter = rh; // cache for release
            }
            return 1;
        }
    }
}

就先到这吧内容确实不少看的有点蒙

欢迎关注公众号：

发现更多精彩

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

java

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

java

登录后参与评论

0 条评论

热度