多线程之读写锁
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2021-07-13 00:55
前言
在java中，锁lock是多线程编程的一个重要组件，可以说凡是涉及到多线程编程，线程安全这一块就无法避开lock，进一步说就是所有的线程安全都是基于锁实现的，只是从形式上分为隐式锁和显式锁，synchronized就属于隐式锁，像我们之前分享的可重入锁就属于显式锁，当然显示锁还有很多，我们今天就来看一个很常用的显式锁——读写锁。
读写锁
读写锁是一对互斥锁，分为读锁和写锁。读锁和写锁互斥，让一个线程在进行读操作时，不允许其他线程的写操作，但是不影响其他线程的读操作；当一个线程在进行写操作时，不允许任何线程进行读操作或者写操作。
简单来说就是，写锁会排斥读和写，但是读锁只排斥写，这样的好处就很明显，在读多写少的应用场景下，比其他互斥锁性能要好很多。下面我们通过一段代码说明：
public class Example {
private static final ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) {
ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = reentrantReadWriteLock.readLock();
ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = reentrantReadWriteLock.writeLock();
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
// 写操作1：写锁
executorService.execute(() -> {
writeLock.lock();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("写count1: " + count.incrementAndGet());
}
writeLock.unlock();
});
// 读操作1：读锁
executorService.execute(() -> {
readLock.lock();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("读count1: " + count.get());
}
readLock.unlock();
});
// 读操作2：读锁
executorService.execute(() -> {
readLock.lock();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("读count2: " + count.get());
}
readLock.unlock();
});
// 写操作2：写锁
executorService.execute(() -> {
writeLock.lock();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("写count2: " + count.incrementAndGet());
}
writeLock.unlock();
});
// 写操作3：写锁
executorService.execute(() -> {
writeLock.lock();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("写count3: " + count.incrementAndGet());
}
writeLock.unlock();
});
executorService.shutdown();
}
}
上面的代码中，我们分别有3次写操作，2次读操作，然后运行上面的代码：
运行结果图片上我们已经标注了线程休眠情况，根据运行结果虽然写count1休眠了1000，读count1休眠了500，但因为写锁的存在，排斥了其他读写操作，读只能等写锁释放，所以是先写后读，也就是写锁排斥读；
读count2休眠了200，读count1休眠了500，虽然加了读锁，但结果还是读count2先运行，而且期间是读count1和读count2交替运行，说明读并不排斥读，而且读后面的写count2只休眠了100，但还是在读count1和读count2之后运行，说明读排斥写；
写count2休眠100，写count3未休眠，但是写count3依然在写count2之后执行，说明写锁排斥写。
综上，我们在示例中分别证明了我们上面的结论：写锁会排斥读和写，但是读锁只排斥写。
总结
读写锁相比于其他互斥锁，优点很明显，也就是前面我们说的：在读多写少的应用场景下，比其他互斥锁性能要好很多。至于原因，我们也通过示例证明了：写锁会排斥读和写，但是读锁只排斥写。
关于读写锁，我觉得今天分享的内容已经比较详细，不仅展示了它的基本用法，同时还通过示例反证了它的互斥原则，所以如果你看明白了今天的内容，那么互斥锁这一款的知识你就掌握了。好了，今天的内容就到这里吧！
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