ReentrantReadWriteLock读写锁的使用2

原创

蓝枫居士 2022-08-18 19:49:40 博主文章分类：线程 ©著作权

文章标签 降级锁 ReadWriteLock 缓存并发 hashmap 文章分类 虚拟化云计算

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本文可作为传智播客《张孝祥-Java多线程与并发库高级应用》的学习笔记。

这一节我们做一个缓存系统。

在读本节前

请先阅读

ReentrantReadWriteLock读写锁的使用1

第一版

public class CacheDemo {

    private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
    public static void main(String[] args) {
        CacheDemo cd = new CacheDemo();
        System.out.println("ss   "+cd.getData2("ss"));
        System.out.println("ss   "+cd.getData2("ss"));
        System.out.println("mm   "+cd.getData2("mm"));
        System.out.println("mm   "+cd.getData2("mm"));
    }

    public Object getData2(String key){
        Object o=cache.get(key);
        if (o==null) {        //标识1
            System.out.println("第一次查  没有"+key);
            o=Math.random();     //实际上从数据库中获得
            cache.put(key, o);
        }
        return o;
    }
}

运行结果:

第一次查没有ss

ss 0.4045014284225158

第一次查没有mm

mm 0.9994663041529088

似乎没有问题。

你觉得呢?

如果有三个线程同时第一次到了getData2()的标识1处(所查找的key也都一样),一检查o为null,然后就去查数据库。在这种情况下,就等于三个线程查同一个key,然后都去了数据库。

这显然是不合理的。

第二版 synchronized

最简单的办法

public synchronized Object getData2(String key){

//.....

}

第三版锁

上一节我们提到了ReentrantLock可以替换synchronized,前者是一种更为面向对象的设计。那我们试试。

private Lock l=new ReentrantLock(); //l作为CacheDemo的成员变量

    public Object getData3(String key) {
        l.lock();
        Object o=null;
        try {
            o = cache.get(key);
            if (o == null) { // 标识1
                System.out.println("第一次查  没有" + key);
                o = Math.random(); // 实际上从数据库中获得
                cache.put(key, o);
            }
        } finally {
            l.unlock();
        }
        return o;
    }

第三版可以吗?

可以个p。

为什么,自己想。

我们得使用ReentrantReadWriteLock,在同一个方法中既有读锁也有写锁。

首先我又一个问题:

对同一个线程,可以在加了读锁后,没有解开读锁前,再加写锁吗?

换句话说,下面的代码会停吗?

public class CacheDemo {

    private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public static void main(String[] args) {
        CacheDemo cd = new CacheDemo();
        cd.getData2();
    }
        
    public void getData2(){
        rwl.readLock().lock();
        System.out.println(1);
        rwl.writeLock().lock();
        System.out.println(2);
        rwl.readLock().unlock();
        System.out.println(3);
        rwl.writeLock().unlock();
        System.out.println(4);
    }
}

亲自试一下,控制台输出1后,程序就不动了。

说明加写锁前,读锁得先解开。

第四版

即有读锁,又有写锁

public static void main(String[] args) {
        CacheDemo cd = new CacheDemo();
        System.out.println("ss   "+cd.getData4("ss"));
        System.out.println("ss   "+cd.getData4("ss"));
        
        System.out.println("mm   "+cd.getData4("mm"));
        System.out.println("mm   "+cd.getData4("mm"));
    }

    public Object getData4(String key){
        rwl.readLock().lock();
        Object o=null;
        try {
            o=cache.get(key);
            if (o==null) {
                System.out.println("第一次查  没有"+key);
                rwl.readLock().unlock();  //标识4
                rwl.writeLock().lock();   
                try {
                    if(value==null){  //标识0
                       value = "aaaa";//实际调用 queryDB();
                       cache.put(key,value);
                    }
                } finally {
                    rwl.writeLock().unlock();  
                }
                rwl.readLock().lock(); //标识1
            }
        }finally {
            rwl.readLock().unlock();  //标注2
        }
        return o;
    }

结果

第一次查没有ss

ss 0.5989899889645358

第一次查没有mm

mm 0.8534424949014686

这个还有三个问题

1为什么在标识2处还得解锁。

这个答案在上一节已经提过。

2为什么在标识1出还得加锁?

如果标识1处不加锁,且程序一直正常执行,那么到标识2处,它解谁的锁?

3为什么标识0出还要检查一次?

如果同时又三个线程运行到标识4(查找相同的key),其中一个获得写锁,写入数据后,释放了写锁。此时另外两个线程还需要去数据库跑一趟么?

另外把标识1处的加读锁,放到finally的前面称之为降级锁。对降级锁,我目前也不太清楚。

官方文档中给了一个例子就是关于降级锁,如下

class CachedData {
   Object data;
   volatile boolean cacheValid;
   final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

   void processCachedData() {
     rwl.readLock().lock();
     if (!cacheValid) {
        // Must release read lock before acquiring write lock
        rwl.readLock().unlock();
        rwl.writeLock().lock();
        try {
          // Recheck state because another thread might have
          // acquired write lock and changed state before we did.
          if (!cacheValid) {
            data = ...
            cacheValid = true;
          }
          // Downgrade by acquiring read lock before releasing write lock
          rwl.readLock().lock();
        } finally {
          rwl.writeLock().unlock(); // Unlock write, still hold read
        }
     }

     try {
       use(data);
     } finally {
       rwl.readLock().unlock();
     }
   }
 }