概述
ReentrantReadWriteLock是Lock的另一种实现方式，我们已经知道了ReentrantLock是一个排他锁，同一时间只允许一个线程访问，而ReentrantReadWriteLock允许多个读线程同时访问，但不允许写线程和读线程、写线程和写线程同时访问。相对于排他锁，提高了并发性。在实际应用中，大部分情况下对共享数据（如缓存）的访问都是读操作远多于写操作，这时ReentrantReadWriteLock能够提供比排他锁更好的并发性和吞吐量。
读写锁内部维护了两个锁，一个用于读操作，一个用于写操作。所有 ReadWriteLock实现都必须保证 writeLock操作的内存同步效果也要保持与相关 readLock的联系。也就是说，成功获取读锁的线程会看到写入锁之前版本所做的所有更新。
ReentrantReadWriteLock支持以下功能：
- 支持公平与非公平的获取锁方式。
- 支持可重入，读线程获取读锁后还可以获取读锁，但是不能获取写锁；写线程获取写锁后既可以再次获取写锁还可以获取读锁。
- 允许从写锁降级为读锁，其实现方式是：先获取写锁，然后获取读锁，最后释放写锁。但是，从读锁升级到写锁是不可以的；
- 读取锁和写入锁都支持锁获取期间的中断；
- Condition支持。仅写入锁提供了一个 Conditon 实现；读取锁不支持 Conditon ，readLock().newCondition() 会抛出 UnsupportedOperationException。
使用场景
示例一：利用重入执行升级缓存后的锁降级
在缓存有效的情况下，支持并发读。缓存失效，只允许独占写。
import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class HibernateCache { /* 定义一个Map来模拟缓存 */ private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>(); /* 创建一个读写锁 */ private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); /** * 模拟Hibernate缓存,优先缓存，若缓存不存在写锁更新 * * @param key * @return */ public Object getData(String key) { /* 上读锁 */ rwLock.readLock().lock(); /* 定义从缓存中读取的对象 */ Object value = null; try { /* 从缓存中读取数据 */ value = cache.get(key); if (value == null) { /* 如果缓存中没有数据，我们就把读锁关闭，直接上写锁【让一个线程去数据库中取数据】 */ rwLock.readLock().unlock(); /* 上写锁 */ rwLock.writeLock().lock(); try { /* 上了写锁之后再判断一次【我们只让一个线程去数据库中取值即可，当第二个线程过来的时候，发现value不为空了就去缓存中取值】 */ if (value == null) { /* 模拟去数据库中取值 */ value = "hello"; System.out.println("修改换缓存"); cache.put(key, value); } } finally { /* 写完之后把写锁关闭 */ rwLock.writeLock().unlock(); } /* 缓存中已经有了数据，我们再把已经 关闭的读锁打开 */ rwLock.readLock().lock(); } return value; } finally { /* 最后把读锁也关闭 */ rwLock.readLock().unlock(); } } public Map<String, Object> getCache() { return cache; } public void setCache(Map<String, Object> cache) { this.cache = cache; } }
示例二：高并发读写共享数据
当一份共享数据只能一个西安测绘给你写数据，可以多个线程读数据。可以选择读写锁，支持并发读，独占写，提高并发。
代码如下：
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWrite { private ReadWrite() { } private static class singleFactory { private static final ReadWrite INSTANCE = new ReadWrite(); } public static ReadWrite getInstance() { return singleFactory.INSTANCE; } /* 共享数据，只能一个线程写数据，可以多个线程读数据 */ private Object data = null; /* 创建一个读写锁 */ ReadWriteLock rwlock = new ReentrantReadWriteLock(); /** * 读数据，可以多个线程同时读， 所以上读锁即可 */ public void get() { /* 上读锁 */ rwlock.readLock().lock(); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备读数据!"); /* 休眠 */ Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读出的数据为 :" + data); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { rwlock.readLock().unlock(); } } /** * 写数据，多个线程不能同时 写 所以必须上写锁 * * @param data */ public void put(Object data) { /* 上写锁 */ rwlock.writeLock().lock(); try { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 准备写数据!"); /* 休眠 */ Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); this.data = data; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 写入的数据: " + data); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { rwlock.writeLock().unlock(); } } }
单元测试
public class LockTest { public static void main(String[] args) { ReadWrite readWrite = ReadWrite.getInstance(); for (int i = 0; i < 8; i++) { /* 创建并启动8个读线程 */ new Thread(() -> readWrite.get()).start(); /*创建8个写线程*/ new Thread(() -> readWrite.put(new Random().nextInt(8))).start(); } } }
运行结果：
Thread-0读出的数据为 :null Thread-1 准备写数据! Thread-1 写入的数据: 6 Thread-3 准备写数据! Thread-3 写入的数据: 4 Thread-4 准备读数据! Thread-2 准备读数据! Thread-2读出的数据为 :4 Thread-4读出的数据为 :4 Thread-5 准备写数据! Thread-5 写入的数据: 1 Thread-6 准备读数据! Thread-6读出的数据为 :1 Thread-7 准备写数据! Thread-7 写入的数据: 6 Thread-8 准备读数据! Thread-8读出的数据为 :6 Thread-9 准备写数据! Thread-9 写入的数据: 4 Thread-10 准备读数据! Thread-10读出的数据为 :4 Thread-11 准备写数据! Thread-11 写入的数据: 4 Thread-12 准备读数据! Thread-12读出的数据为 :4 Thread-13 准备写数据! Thread-13 写入的数据: 6 Thread-14 准备读数据! Thread-14读出的数据为 :6 Thread-15 准备写数据! Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:55431', transport: 'socket' Thread-15 写入的数据: 0
这里会有一个规律：获取了写锁后数据必须从准备写数据到写入数据一气呵成，也就是原子操作，线程独占。
而读锁的情况下可有多个线程准备读，多个线程同时读出数据。
