【java併發程式設計】ReentrantLock 可重入讀寫鎖

字母哥部落格發表於2022-05-15

一、ReentrantLock可重入鎖

可重入鎖ReentrantLock 是一個互斥鎖,即同一時間只有一個執行緒能夠獲取鎖定資源,執行鎖定範圍內的程式碼。這一點與synchronized 關鍵字十分相似。其基本用法程式碼如下:

Lock lock = new ReentrantLock();  //例項化鎖
//lock.lock(); //上鎖
boolean locked = lock.tryLock();  //嘗試上鎖
if(locked){
  try {
    //被鎖定的同步程式碼塊,同時只能被一個執行緒執行
  }finally {
    lock.unlock(); //放在finally程式碼塊中,保證鎖一定會被釋放
  }
}

通過lock函式獲取鎖,通過unlock函式釋放鎖。非常重要的是,需要把需要同步執行的程式碼放入 try/finally 程式碼塊中,並在finally中將鎖釋放。ReentrantLock是可重入鎖,即:(lock/unlok)動作裡面可以巢狀(lock/unlock),針對同一個鎖可以多次巢狀使用,不會產生死鎖。但是lock函式與unlock函式在程式碼中必須成對出現,否則會出現死鎖

二、ReentrantReadWriteLock讀寫鎖

ReentrantReadWriteLock類為讀寫鎖實現類,針對某一個物件或可變變數,只要沒有執行緒在修改它,這個物件或可變變數就可以同時被多個執行緒讀取。ReentrantReadWriteLock將鎖分為讀鎖和寫鎖,只要沒有執行緒持有寫鎖的情況下,讀鎖可以由多個執行緒同時持有。

  • 讀鎖-如果沒有執行緒獲取或請求寫鎖,那麼多個執行緒可以獲取讀鎖
  • 寫鎖-如果沒有執行緒在讀或寫,那麼只有一個執行緒可以獲得寫鎖

簡單的說就是ReentrantReadWriteLock可以保證最多同時有一個執行緒在寫資料,或者可以同時有多個執行緒讀資料。因此使用ReentrantReadWriteLock,在讀操作比寫操作更頻繁的情況下,可以提高程式的效能和吞吐量。

下面我們用一個簡單的例子,來解讀一下如何應用讀寫鎖。

public class TestReadWriteLock {
  //可以同時執行3個執行緒任務的執行緒池
  ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
  //讀寫目標,寫執行緒放入資料到map,讀執行緒從map讀取資料
  Map<String, String> map = new HashMap<>();
  //讀寫鎖操作物件
  ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

  //寫操作函式
  public void write(){
    executor.submit(() -> { //執行緒池提交寫操作任務
      lock.writeLock().lock(); //加寫鎖
      try {
        map.put("key", "val");  //寫資料操作
        Thread.sleep(2000);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      } finally {
        lock.writeLock().unlock(); //釋放寫鎖
      }
    });
  }

  //讀操作函式
  public void read(){
    lock.readLock().lock(); //加讀鎖
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "加讀鎖");
    try {
      System.out.println(map.get("key")); //讀資料操作
    } finally {
      lock.readLock().unlock(); //釋放讀鎖
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "釋放讀鎖");
    }
  }

}

三、讀鎖之間不互斥

我們寫一個測試方法,通過列印輸出來理解讀寫鎖控制程式碼的執行順序。

  //測試
  public static void main(String[] args) {
    TestReadWriteLock test = new TestReadWriteLock();
    test.write();  //提交一次寫操作任務,寫一條資料
    Runnable readTask = test::read;  //執行緒方法read,實現執行緒Runnable介面的簡便寫法
    test.executor.submit(readTask);  //讀1次(新讀執行緒)
    test.executor.submit(readTask);  //讀2次 (新讀執行緒)
    test.executor.shutdown();
  }

執行上面的程式碼,可能會出現下面的輸出

pool-1-thread-2加讀鎖
pool-1-thread-3加讀鎖
val
val
pool-1-thread-3釋放讀鎖
pool-1-thread-2釋放讀鎖

在pool-1-thread-2沒有釋放讀鎖情況下,pool-1-thread-3可以再次加讀鎖,並且都正確的讀取到資料val。說明讀鎖之間是不互斥的。但是,在進行讀操作(讀鎖生效)的時候,寫操作是無法進行的(無法獲取寫鎖),所以ReentrantReadWriteLock不支援同時加讀鎖和寫鎖。 這個結論我可以負責任告訴大家,這裡我就不做驗證了!

歡迎關注我的部落格,更多精品知識合集

本文轉載註明出處(必須帶連線,不能只轉文字):字母哥部落格 - zimug.com

覺得對您有幫助的話,幫我點贊、分享!您的支援是我不竭的創作動力!。另外,筆者最近一段時間輸出瞭如下的精品內容,期待您的關注。

相關文章