读写锁(ReentrantReadWriteLock)

读写锁

• ​​1、读写锁介绍​​
• ​​2、读写锁入门案例​​
• ​​3、锁降级测试​​
• ​​4、小结​​

1、读写锁介绍

  现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。
  针对这种场景，JAVA 的并发包提供了读写锁 ​​​ReentrantReadWriteLock​​，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁。
线程进入读锁的条件：

• 没有其他线程的写锁
• 没有写请求，或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入锁)

线程进入写锁的前提条件：

• 没有其他线程的读锁
• 没有其他线程的写锁

读写锁有以下三个重要的特性：

• 公平选择性：支持非公平(默认)和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平由于公平。
• 重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。
• 锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。

2、读写锁入门案例

场景：使用读写锁对一个hashmap进行读和写操作

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

//资源类
class MyCache{

    //创建Map集合
    private volatile Map<String,Object> map=new HashMap<>();
    //创建读写锁对象
    private ReadWriteLock readWriteLock=new ReentrantReadWriteLock();

    //放数据
    public void put(String key,Object value) {
        //添加写锁
        readWriteLock.writeLock().lock();

        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在写操作"+key);
            //暂停一会
            TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
            //放数据
            map.put(key,value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 写完了"+key);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //释放写锁
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }


    }

    //取数据
    public Object get(String key) {
        //添加读锁
        readWriteLock.readLock().lock();
        Object result= null;
        try {
            result = null;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 正在读操作"+key);
            //暂停一会
            TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
            result=map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 取完了"+key);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //释放读锁
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
        return result;
    }
}
public class ReadWriteLockDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyCache myCache=new MyCache();
        //创建线程放数据
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            final int num=i;
            new Thread(()->{
                    myCache.put(num+"",num+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
        //创建线程取数据
        for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
            final int num=i;
            new Thread(()->{
                    myCache.get(num+"");
            },String.valueOf(i)).start();
        }
    }
}

3、锁降级测试

测试在持有写锁的情况下试图获取读锁。

//演示读写锁降级
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //可重入读写锁对象
        ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
        ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = rwLock.readLock();//读锁
        ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = rwLock.writeLock();//写锁

        //锁降级
        //1、获取到写锁
        writeLock.lock();
        System.out.println("测试");

        //2、获取到读锁
        readLock.lock();
        System.out.println("--read");

        //3、释放写锁
        writeLock.unlock();

        //4、释放读锁
        readLock.unlock();
    }
}

没有任何问题，甚至可以先释放写锁，继续持有读锁，这样一个“写锁”就降级为了读锁。

4、小结

【1】在线程持有读锁的情况下，该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候，如果发现当前的读锁被占用，就马上获取失败，不管读锁是不是被当前线程持有)。
【2】在线程持有写锁的情况下，该线程可以继续获取读锁(获取读锁时如果发现写锁被占用，只有写锁没有被当前线程占用的情况才会获取失败)。
  原因：当线程获取读锁的时候，可能有其他线程也在持有读锁，因此不能把获取读锁的线程“升级”为写锁；而对于获得写锁的线程，它一定独占了读写锁，因此可以继续让他获取读锁，当它同时获取了写锁和读锁后，还可以先释放写锁继续持有读锁，这样一个写锁就“降级”为了读锁。