一文詳解讀寫鎖

作者 | 磊哥

來源 | Java面試真題解析（ID：aimianshi666）

轉(zhuǎn)載請聯(lián)系授權(quán)（微信ID：GG_Stone）

讀寫鎖（Readers-Writer Lock）顧名思義是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫鎖，其中讀鎖允許多個線程同時獲得，因為讀操作本身是線程安全的，而寫鎖則是互斥鎖，不允許多個線程同時獲得寫鎖，并且寫操作和讀操作也是互斥的。總結(jié)來說，讀寫鎖的特點是：讀讀不互斥、讀寫互斥、寫寫互斥。

1.讀寫鎖使用

在 Java 語言中，讀寫鎖是使用 ReentrantReadWriteLock 類來實現(xiàn)的，其中：

• ReentrantReadWriteLock.ReadLock 表示讀鎖，它提供了 lock 方法進(jìn)行加鎖、unlock 方法進(jìn)行解鎖。
• ReentrantReadWriteLock.WriteLock 表示寫鎖，它提供了 lock 方法進(jìn)行加鎖、unlock 方法進(jìn)行解鎖。

它的基礎(chǔ)使用如下代碼所示：

//?創(chuàng)建讀寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock?readWriteLock?=?new?ReentrantReadWriteLock();
//?獲得讀鎖
final?ReentrantReadWriteLock.ReadLock?readLock?=?readWriteLock.readLock();
//?獲得寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock.WriteLock?writeLock?=?readWriteLock.writeLock();
//?讀鎖使用
readLock.lock();
try?{
????//?業(yè)務(wù)代碼...
}?finally?{
????readLock.unlock();
}
//?寫鎖使用
writeLock.lock();
try?{
????//?業(yè)務(wù)代碼...
}?finally?{
????writeLock.unlock();
}

1.1 讀讀不互斥

多個線程可以同時獲取到讀鎖，稱之為讀讀不互斥，如下代碼所示：

//?創(chuàng)建讀寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock?readWriteLock?=?new?ReentrantReadWriteLock();
//?創(chuàng)建讀鎖
final?ReentrantReadWriteLock.ReadLock?readLock?=?readWriteLock.readLock();
Thread?t1?=?new?Thread(()?->?{
????readLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
????????readLock.unlock();
????}
});
t1.start();
Thread?t2?=?new?Thread(()?->?{
????readLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t2]得到讀鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t2]釋放讀鎖.");
????????readLock.unlock();
????}
});
t2.start();

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

1.2 讀寫互斥

讀鎖和寫鎖同時使用是互斥的（也就是不能同時獲得），這稱之為讀寫互斥，如下代碼所示：

//?創(chuàng)建讀寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock?readWriteLock?=?new?ReentrantReadWriteLock();
//?創(chuàng)建讀鎖
final?ReentrantReadWriteLock.ReadLock?readLock?=?readWriteLock.readLock();
//?創(chuàng)建寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock.WriteLock?writeLock?=?readWriteLock.writeLock();
//?使用讀鎖
Thread?t1?=?new?Thread(()?->?{
????readLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
????????readLock.unlock();
????}
});
t1.start();
//?使用寫鎖
Thread?t2?=?new?Thread(()?->?{
????writeLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t2]得到寫鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t2]釋放寫鎖.");
????????writeLock.unlock();
????}
});
t2.start();

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

1.3 寫寫互斥

多個線程同時使用寫鎖也是互斥的，這稱之為寫寫互斥，如下代碼所示：

//?創(chuàng)建讀寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock?readWriteLock?=?new?ReentrantReadWriteLock();
//?創(chuàng)建寫鎖
final?ReentrantReadWriteLock.WriteLock?writeLock?=?readWriteLock.writeLock();
Thread?t1?=?new?Thread(()?->?{
????writeLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t1]得到寫鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t1]釋放寫鎖.");
????????writeLock.unlock();
????}
});
t1.start();

Thread?t2?=?new?Thread(()?->?{
????writeLock.lock();
????try?{
????????System.out.println("[t2]得到寫鎖.");
????????Thread.sleep(3000);
????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????e.printStackTrace();
????}?finally?{
????????System.out.println("[t2]釋放寫鎖.");
????????writeLock.unlock();
????}
});
t2.start();

以上程序執(zhí)行結(jié)果如下：

2.優(yōu)點分析

1. 提高了程序執(zhí)行性能：多個讀鎖可以同時執(zhí)行，相比于普通鎖在任何情況下都要排隊執(zhí)行來說，讀寫鎖提高了程序的執(zhí)行性能。

2. 避免讀到臨時數(shù)據(jù)：讀鎖和寫鎖是互斥排隊執(zhí)行的，這樣可以保證了讀取操作不會讀到寫了一半的臨時數(shù)據(jù)。

3.適用場景

讀寫鎖適合多讀少寫的業(yè)務(wù)場景，此時讀寫鎖的優(yōu)勢最大。

總結(jié)

讀寫鎖是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫鎖，其中讀鎖允許多個線程同時獲得，而寫鎖則是互斥鎖。它的完整規(guī)則是：讀讀不互斥、讀寫互斥、寫寫互斥。它適用于多讀的業(yè)務(wù)場景，使用它可以有效的提高程序的執(zhí)行性能，也能避免讀取到操作了一半的臨時數(shù)據(jù)。

是非審之于己，毀譽(yù)聽之于人，得失安之于數(shù)。

公眾號：Java面試真題解析

面試合集：https://gitee.com/mydb/interview