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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;
}
}
复制代码示例二：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();
}
}
}
复制代码单元测试
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();
}
}
}
复制代码运行结果：
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
复制代码这里会有一个规律：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。