不管是内部锁还是Lock都是独占锁,或者称之排他锁,即读写互斥、写写互斥、读读互斥;与排他锁相对的另一种锁是共享锁,Java的ReadWriteLock是一种共享锁,提供读读共享,但读写和写写仍然互斥。
ReadWriteLock最大的特性就是读读共享,比如A线程读锁正在进行读取操作,此时如果B线程请求读锁,那么B线程可以马上顺利获得读锁而无需等待,但此时如果C线程请求写锁,那么C线程需要等待锁可用。ReadWriteLock由于提供了读读共享而增加了复杂性,所以在读写都相当频繁的场景并不能体现出性能优势,只有在读操作极多而写操作极少的场景下才能体现其性能优势。比如,一个应用系统安装完成后需要导入一批维护性的初始化数据,这些数据可以通过界面修改,但需要修改的情况极少,当系统一启动就会自动加载初始化数据到指定数据结构(如HashMap)供各个模块读取使用,那么可以为这些数据的读写加ReadWriteLock,以提高读取性能并保持数据的一致性。
ReentrantReadWriteLock类是ReadWriteLock接口的一个实现,它与ReentrantLock类一样提供了公平竞争与不公平竞争两种机制,默认也是使用非公平竞争机制。ReentrantLock是排他锁,使用非公平竞争机制时,抢占的机会相对还是比较少的,只有当新请求恰逢锁释放时才有机会抢占,所以发生线程饥饿的现象几乎很少。然而ReentrantReadWriteLock是共享锁,或者说读读共享,并且经常使用于读多写少的场景,即请求读操作的线程多而频繁而请求写操作的线程极少且间隔长,在这种场景下,使用非公平竞争机制极有可能造成写线程饥饿。比如,R1线程此时持有读锁且在进行读取操作,W1线程请求写锁所以需要排队等候,在R1释放锁之前,如果R2,R3,...,Rn 不断的到来请求读锁,因为读读共享,所以他们不用等待马上可以获得锁,如此下去W1永远无法获得写锁,一直处于饥饿状态。所以使用ReentrantReadWriteLock类时,小心选择公平机制,以免遇到出乎预料的结果。
最后,Java5的读写锁实现有瑕疵,可能发生死锁,在Java6已经修复,所以避免使用Java5读写锁。
示例代码:
import java.util.HashMap; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class TestReadWriteLock { private static final int MAX_INDEX = 100; private HashMap<Integer,Integer> mInitDataMap; private ReadWriteLock mRWlock; private volatile boolean isNonStop; public void start() { this.isNonStop = true; } public void stop() { this.isNonStop = false; } public TestReadWriteLock(){ init(); } private void init() { mInitDataMap = new HashMap<Integer,Integer>(MAX_INDEX); mRWlock = new ReentrantReadWriteLock(); for(int i=0; i<MAX_INDEX; i++){ mInitDataMap.put(i, i); } } private class Reader implements Runnable{ @Override public void run() { while(isNonStop){ mRWlock.readLock().lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": get the read lock."); try{ mInitDataMap.get((int)((MAX_INDEX-1)*Math.random())); //此处增加读取时间使写线程更容易处于饥饿状态 /*try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep((long) (1000*Math.random())); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }*/ } finally{ mRWlock.readLock().unlock(); } } } } private class Writer implements Runnable{ @Override public void run() { while(isNonStop){ mRWlock.writeLock().lock(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": get the write lock."); try{ mInitDataMap.put((int)((MAX_INDEX-1)*Math.random()), (int)((MAX_INDEX-1)*Math.random())); //此处增加读取时间使写线程更容易处于饥饿状态 /*try { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep((long) (1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }*/ } finally{ mRWlock.writeLock().unlock(); } } } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { TestReadWriteLock testReadWriteLock = new TestReadWriteLock(); testReadWriteLock.start(); for(int i=0; i<5*MAX_INDEX; i++){ new Thread(testReadWriteLock.new Reader()).start(); } new Thread(testReadWriteLock.new Writer()).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); testReadWriteLock.stop(); } }