java高并发文件写入工具 java并发写文件要加锁吗

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蓝月亮 2023-09-14 22:55:32

文章标签 java高并发文件写入工具 java 面试 juc 读写锁 文章分类 Java 后端开发

8 读写锁

8.1 读写锁介绍

现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。

针对这种场景，JAVA 的并发包提供了读写锁ReentrantReadWriteLock，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁。

线程进入读锁的前提条件：

没有其他线程的写锁
没有写请求, 或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入锁)。

线程进入写锁的前提条件：

没有其他线程的读锁
没有其他线程的写锁

而读写锁有以下三个重要的特性：
（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。
（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。
（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。

8.2 ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock 类的整体结构（源码）

public class ReentrantReadWriteLock implements ReadWriteLock, 
java.io.Serializable {
 /** 读锁 */
 private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
 /** 写锁 */
 private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
 final Sync sync;
 
 /** 使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的
ReentrantReadWriteLock */
 public ReentrantReadWriteLock() {
 this(false);
 }
 /** 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */
 public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
 sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
 readerLock = new ReadLock(this);
 writerLock = new WriteLock(this); }
 /** 返回用于写入操作的锁 */
 public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return 
writerLock; }
 
 /** 返回用于读取操作的锁 */
 public ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock() { return 
readerLock; }
 abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {}
 static final class NonfairSync extends Sync {}
 static final class FairSync extends Sync {}
 public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {}
 public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {}
}

可以看到，ReentrantReadWriteLock 实现了ReadWriteLock 接口，ReadWriteLock 接口定义了获取读锁和写锁的规范，具体需要实现类去实现；同时其还实现了 Serializable 接口，表示可以进行序列化，在源代码中可以看到 ReentrantReadWriteLock 实现了自己的序列化逻辑。

8.3 入门案例

场景: 使用 ReentrantReadWriteLock 对一个 hashmap 进行读和写操作。

//资源类
class MyCache {
   //创建 map 集合
   private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();
   //创建读写锁对象
   private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
   //放数据
   public void put(String key,Object value) {
      //添加写锁
      rwLock.writeLock().lock();
      try {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);
       //暂停一会
       TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
       //放数据
       map.put(key,value);
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);
      } catch (InterruptedException e) {
         e.printStackTrace();
      } finally {
        //释放写锁
        rwLock.writeLock().unlock();
      }
  }
     //取数据
     public Object get(String key) {
     //添加读锁
     rwLock.readLock().lock();
     Object result = null;
     try {
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);
       //暂停一会
       TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);
       result = map.get(key);
       System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);
    } catch (InterruptedException e) { 
          e.printStackTrace();
    } finally {
        //释放读锁
        rwLock.readLock().unlock();
    }
    return result;
  }
}