【并发技术12】线程锁技术的使用(二)

简介: 【并发技术12】线程锁技术的使用

2.2 读写锁用于缓存数据


现在使用读写锁写一个模拟缓存数据的 demo,实现功能如下:现在有5个线程都需要拿数据,一开始是没有数据的,所以最先去拿数据的那个线程发现没数据,它就得去初始化一个数据,然后其他线程拿数据的时候就可以直接拿了。代码如下。

public class ReadWriteLockTest2 {
   public static void main(String[] args) {
       CacheData cache = new CacheData();
       for(int i = 1; i <= 5; i ++) { //开启5个线程
           new Thread(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   cache.processCache(); //都去拿数据
               }
           }).start();
       }
   }
}
class CacheData {
   private Object data = null; // 需要缓存的数据
   private boolean cacheValid; //用来标记是否有缓存数据
   private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();// 定义读写锁
   public void processCache() {
       rwl.readLock().lock(); //上读锁
       if(!cacheValid) { //如果没有缓存,那说明是第一次访问,需要给data赋个值
           rwl.readLock().unlock(); //先把读锁释放掉
           rwl.writeLock().lock(); //上写锁
           if(!cacheValid) {
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": no cache!");
               data = new Random().nextInt(1000); //赋值
               cacheValid = true; //标记已经有缓存了
               System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": already cached!");
           }
           rwl.readLock().lock(); //再把读锁上上
           rwl.writeLock().unlock(); //把刚刚上的写锁释放掉
       }
       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get data: " + data);
       rwl.readLock().unlock(); //释放读锁
   }
}


从代码中可以看出,在 processCache 方法中对读锁和写锁的交替使用。一开始进来都是读数据的,所以一开始都是上了读锁,但是当第一个线程进来发现没有缓存数据的时候,它得写数据,那么此时它得先把读锁给释放掉,换了把写锁,告诉其他线程:“哥们,这里面根本没数据啊,我们被坑了,让我先弄个数据来吧,你们等会儿~”,等该线程初始化好了数据后,其他线程就可以读了,于是它又把读锁装起来了,把写锁释放了,然后它出去了。这就模拟了拿缓存数据的一个 demo,可以看出,在一个方法中,同一个线程可以操作两个锁的。看一下运行结果。

Thread-1: no cache!

Thread-1: already cached!

Thread-1 get data: 893

Thread-0 get data: 893

Thread-2 get data: 893

这和 Hibernate 中的那个 load(id, Class.class) 方法有点类似,先拿到的是代理对象,要使用该对象的时候,如果发现没有,就新产生一个,如果有了就直接拿来用。


2.3 读写锁用于缓存系统


继续进阶,如果现在要缓存多个数据,即要写一个缓存系统,那该如何做呢?一个缓存系统无非就是一个容器,可以存储很多缓存数据,很自然的想到使用一个 Map,专门装缓存数据,然后供多个线程去使用。所以整个涉及思路,跟上面缓存单个数据是一样的,不过就是多考了一些东西而已,看下代码。

public class CacheDemo {
   public static void main(String[] args) {
       Cache cac = new Cache();
       for(int i = 0; i < 3; i ++) { //开启三个线程去缓存中拿key为cache1的数据,
           new Thread(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   String value = (String) cac.getData("cache1"); //第一个进入的线程要先写一个数据进去(相当于第一次从数据库中取)    
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + value);    
               }
           }).start();
       }
       for(int i = 0; i < 3; i ++) { //开启三个线程去缓存中拿key为cacahe2的数据
           new Thread(new Runnable() {
               @Override
               public void run() {
                   String value = (String) cac.getData("cache2");//第一个进入的线程要先写一个数据进去(相当于第一次从数据库中取)
                   System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + value);
               }
           }).start();
       }
   }
}
class Cache {
   //存储缓存数据的Map,注意HashMap是非线程安全的,也要进行同步操作
   private Map<String, Object> cache = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>());
   private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); //定义读写锁
   public synchronized Object getData(String key) {
       rwl.readLock().lock(); //上读锁
       Object value = null;
       try {
           value = cache.get(key); //根据key从缓存中拿数据
           if (value == null) { //如果第一次那该key对应的数据,拿不到
               rwl.readLock().unlock(); //释放读锁
               rwl.writeLock().lock(); //换成写锁
               try {
                   if (value == null) { //之所以再去判断,是为了防止几个线程同时进入了上面那个if,然后一个个都来重写赋值一遍
                       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " write cache for " + key);
                       value = "aaa" + System.currentTimeMillis(); // 实际中是去数据库中取,这里只是模拟
                       cache.put(key, value); //放到缓存中
                       System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has already written cache!");
                   }
               } finally {
                   rwl.writeLock().unlock(); //写完了释放写锁
               }
               rwl.readLock().lock(); //换读锁
           }
       } finally {
           rwl.readLock().unlock(); //最后呢释放读锁
       }
       return value; //返回要取的数据
   }
}


整个代码的结构和上面的一样,理解了缓存单个数据后,这个代码也不难理解。这里只是个 demo,实际中可以是跟数据库打交道,第一次从缓存中拿肯定是没有的,那么就要去数据库中查,然后把取到的数据放到缓存中,下次别的线程来就能直接从缓存中取了。看一下运行结果。

Thread-0 write cache for cache1

Thread-0 has already written cache!

Thread-4 write cache for cache2

Thread-0: aaa1464782404722

Thread-4 has already written cache!

Thread-4: aaa1464782404723

Thread-3: aaa1464782404723

Thread-2: aaa1464782404722

Thread-1: aaa1464782404722

Thread-5: aaa1464782404723

从结果中可以看出,线程 0 首先去缓存中拿 key 为 cache1 的值,没拿到,往里面写了一个,然后线程 4 去缓存中拿 key 为 cache2 的值也没拿到,于是也写了一个,在此期间线程 0 把值拿了出来,后面几个线程也随后陆续的拿出来了。读写锁的应用还是很广泛的,而且很好用,就总结这么多吧。


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