阿里四轮面试遭遇StampedLock,这么应对保拿offer!

读写锁允许多个线程同时读共享变量，适用于读多写少。 那在读多写少的场景中，有没有更快的技术方案呢？还真有，JDK在1.8提供StampedLock，其性能比读写锁还好。

StampedLock支持哪些锁模式？

我们知道ReadWriteLock支持读锁、写锁两种锁模式。而StampedLock支持三种：写锁、悲观读锁和乐观读。 其写锁、悲观读锁和ReadWriteLock的写锁、读锁的语义类似。不同在于：StampedLock的写锁和悲观读锁加锁成功后，都会返回一个stamp；释放锁时，需要传入该stamp。

那StampedLock的性能为啥比ReadWriteLock好呢？

核心在于StampedLock支持乐观读。ReadWriteLock支持多个线程同时读，但当多线程读时，所有的写操作会被阻塞；而StampedLock提供的乐观读，是允许一个线程获取写锁的，也就是说不是所有写操作都被阻塞。

乐观读的操作是无锁的，所以相比较ReadWriteLock的读锁，乐观读性能更好。

那你工作中一般如何使用的呢？

该示例中，若执行乐观读过程中，存在写操作，会把乐观读升级为悲观读锁。这样很好，否则就要在一个循环里反复执行乐观读，直到执行乐观读操作的期间没有写操作（这样才能保证x和y的正确性和一致性），而循环读会浪费大量CPU。升级为悲观读锁，代码简练且不易出错。

谈谈你对乐观读的理解？

很多人喜欢类比StampedLock的乐观读和数据库的乐观锁。

数据库乐观锁使用场景是这样的：一个模块，会有多个人通过前端同时修改同一条订单，那如何保证订单数据是线程安全的呢？ 这就可以使用乐观锁。

乐观锁实现很简单，在订单的表 product_doc 增加一个数值类型版本号字段 version，每次更新product_doc表时，将 version 字段加1。生产订单的UI在展示的时候，需要查询数据库，此时将这个 version 字段和其他业务字段一起返回给生产订单UI。 假设用户查询的生产订单的id=777，SQL如下：

select id，... ，version
from product_doc
where id=777

用户在前端执行保存操作的时候，后台利用下面的SQL语句更新生产订单，此处我们假设该条生产订单的 version=9。

update product_doc 
set version=version+1，...
where id=777 and version=9

如果这条SQL语句执行成功并且返回1，说明前端执行查询操作到执行保存操作期间，没有其他人修改过这条数据。因为如果这期间其他人修改过这条数据，那么版本号字段一定会大于9。、

数据库里的乐观锁，查询的时候需要把 version 字段查出来，更新的时候要利用 version 字段做验证。这个 version 字段就类似于StampedLock里面的stamp。

StampedLock使用时踩过什么坑吗？

读多写少场景StampedLock性能很好，可替代ReadWriteLock，但StampedLock不可重入。StampedLock的悲观读锁、写锁都不支持条件变量。

如果线程阻塞在StampedLock的readLock()或writeLock()，此时调用该阻塞线程的interrupt()，会导致CPU飙升。 例如下面的代码中，线程T1获取写锁之后将自己阻塞，线程T2尝试获取悲观读锁，也会阻塞；如果此时调用线程T2的interrupt()方法来中断线程T2的话，你会发现线程T2所在CPU会飙升到100%。

final StampedLock lock
  = new StampedLock();
Thread T1 = new Thread(()->{
  // 获取写锁
  lock.writeLock();
  // 永远阻塞在此处，不释放写锁
  LockSupport.park();
});
T1.start();
// 保证T1获取写锁
Thread.sleep(100);
Thread T2 = new Thread(()->
  //阻塞在悲观读锁
  lock.readLock()
);
T2.start();
// 保证T2阻塞在读锁
Thread.sleep(100);
//中断线程T2
//会导致线程T2所在CPU飙升
T2.interrupt();
T2.join();

所以使用StampedLock一定不要调用中断。如果需要支持中断功能，一定使用可中断的悲观读锁readLockInterruptibly()和写锁writeLockInterruptibly()。

总结

StampedLock的使用看上去有点复杂，但是如果你能理解乐观锁背后的原理，使用起来还是比较流畅的。建议你认真揣摩Java的官方示例，这个示例基本上就是一个最佳实践。我们把Java官方示例精简后，形成下面的代码模板，建议你在实际工作中尽量按照这个模板来使用StampedLock。

StampedLock读模板：

final StampedLock sl = 
  new StampedLock();

// 乐观读
long stamp = 
  sl.tryOptimisticRead();
// 读入方法局部变量
......
// 校验stamp
if (!sl.validate(stamp)){
  // 升级为悲观读锁
  stamp = sl.readLock();
  try {
    // 读入方法局部变量
    .....
  } finally {
    //释放悲观读锁
    sl.unlockRead(stamp);
  }
}
//使用方法局部变量执行业务操作

StampedLock写模板：

long stamp = sl.writeLock();
try {
  // 写共享变量
  ......
} finally {
  sl.unlockWrite(stamp);
}

StampedLock支持锁的降级（通过tryConvertToReadLock()方法实现）和升级（通过tryConvertToWriteLock()方法实现）。

private double x, y;
final StampedLock sl = new StampedLock();
// 存在问题的方法
void moveIfAtOrigin(double newX, double newY){
 long stamp = sl.readLock();
 try {
  while(x == 0.0 && y == 0.0){
    long ws = sl.tryConvertToWriteLock(stamp);
    if (ws != 0L) {
      x = newX;
      y = newY;
      break;
    } else {
      sl.unlockRead(stamp);
      stamp = sl.writeLock();
    }
  }
 } finally {
  sl.unlock(stamp);
}