ReentrantReadWriteLock是Java中的一种可重入读写锁,用于控制对共享资源的并发访问。相比于普通的锁,读写锁允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程写入共享资源。ReentrantReadWriteLock实现了读写锁的基本功能,并提供了更丰富的特性,比如可重入性、公平性等。
下面来详细介绍ReentrantReadWriteLock的实现原理。
内部数据结构
ReentrantReadWriteLock使用了一个内部类Sync来实现锁的功能,Sync继承自AQS(AbstractQueuedSynchronizer)类,AQS是Java中锁的基础类,提供了锁的通用实现方式。Sync中维护了一个sharedCount变量,用于记录当前有多少个线程正在读取共享资源,同时还维护了一个exclusivelyOwnerThread变量,用于记录当前独占锁的线程。
读锁实现
当一个线程请求读锁时,Sync首先会判断是否有线程持有独占锁,如果有,则当前线程需要进行等待,否则当前线程可以继续获取读锁。Sync维护了一个共享锁计数器sharedCount,当一个线程获取到读锁时,将sharedCount加1。当一个线程释放读锁时,将sharedCount减1。当所有的读锁都被释放后,就可以允许一个写锁获取器独占锁。
写锁实现
当一个线程请求写锁时,Sync首先会尝试获取独占锁,如果获取成功,则当前线程可以继续获取写锁,否则当前线程需要进行等待。当一个线程获取到写锁时,Sync会将exclusivelyOwnerThread设置为当前线程,用于记录当前独占锁的线程。当一个线程释放写锁时,Sync会将exclusivelyOwnerThread重置为null,表示当前没有线程持有独占锁。同时,Sync会唤醒等待队列中的线程,让它们尝试获取锁。
可重入性
ReentrantReadWriteLock支持可重入性,允许同一个线程重复获取锁。当一个线程首次获取锁时,Sync会记录当前线程以及获取次数,当该线程再次获取锁时,Sync会比较当前线程和已记录的线程,如果是同一个线程,则增加获取次数,否则不允许获取锁。
公平锁
ReentrantReadWriteLock支持公平锁和非公平锁。在公平模式下,线程会按照先后顺序排队获取锁,所有线程的获取顺序是公平的。在非公平模式下,线程可以插队获取锁,有可能导致某些线程一直无法获取锁。默认情况下,ReentrantReadWriteLock使用非公平锁。
综上所述,ReentrantReadWriteLock通过Sync内部类实现了锁的功能,支持可重入性、公平性等特性,是Java中实现读写锁的一种有效方式。