ReentrantReadWriterLock源码(state设计、读写锁、共享锁、独占锁及锁降级)
ReentrantReadWriterLock
读写锁类图(截图来源https://blog.csdn.net/wangbo199308/article/details/108688148)
state的设计
读写锁将变量state切分成两个部分,高16位表示读,低16位表示写
源码中将4字节(32位)的int数据类型state,通过SHARED_SHIFT(16)划分读和写;
每次读锁增加的单元,SHARED_UNIT = (1 << SHARED_SHIFT) 也即0x00010000,即每次读锁增加从17位开始加1
读写锁最大数量:MAX_COUNT = (1 << SHARED_SHIFT) - 1,16位最大值
写锁的掩码:EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1, 即求写锁数量,将state和此掩码做与运算,将高16位抹去
计算读锁数量逻辑:c >>> SHARED_SHIFT,取高16位
计算写锁数量逻辑:c & EXCLUSIVE_MASK,将state和此掩码做与运算,将高16位抹去
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
//16位划分读和写
static final int SHARED_SHIFT = 16;
static final int SHARED_UNIT = (1 << SHARED_SHIFT);
static final int MAX_COUNT = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
static final int EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
static int sharedCount(int c) { return c >>> SHARED_SHIFT; }
static int exclusiveCount(int c) { return c & EXCLUSIVE_MASK; }
}
}
读锁
读锁上锁的调用链:ReentrantReadWriteLock$ReadLock#lock() -->AbstractQueuedSynchronizer#acquireShared() -->ReentrantReadWriteLock$Sync#tryAcquireShared()
当前写锁数量为0或独占锁持有者就是当前线程才进行读锁逻辑
读锁数量通过CAS加1
之后逻辑是将读锁线程放入ThreadLocal中,记录各自锁数量
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
public void lock() {
sync.acquireShared(1);
}
}
}
public abstract class AbstractQueuedSynchronizer
extends AbstractOwnableSynchronizer
implements java.io.Serializable {
public final void acquireShared(int arg) {
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireShared(arg);
}
}
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
protected final int tryAcquireShared(int unused) {
Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
// 同时满足写锁数量不为0,且独占锁不是当前线程,走doAcquireShared逻辑
if (exclusiveCount(c) != 0 &&
getExclusiveOwnerThread() != current)
return -1;
// 取高16位读锁数量
int r = sharedCount(c);
if (!readerShouldBlock() &&
r < MAX_COUNT &&
compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
// ThreadLocal存放锁信息
if (r == 0) {
firstReader = current;
firstReaderHoldCount = 1;
} else if (firstReader == current) {
firstReaderHoldCount++;
} else {
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
}
return 1;
}
return fullTryAcquireShared(current);
}
}
}
在读锁获取锁过程,写锁不为0且占有写锁的不是当前线程,返回-1,走同步器doAcquireShared方法,等待写锁释放;
前置节点是head节点时,尝试获取共享锁
private void doAcquireShared(int arg) {
// 队列加入的node是共享模式
final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head) {
//前置节点是head节点时,尝试获取共享锁
int r = tryAcquireShared(arg);
if (r >= 0) {
setHeadAndPropagate(node, r);
p.next = null; // help GC
if (interrupted)
selfInterrupt();
failed = false;
return;
}
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
写锁
- 读锁不为0,但写锁为0,获取锁失败;读锁不为0,写锁也不为0,但独占锁不是当前线程,获取锁失败
- 如果锁数量已到最大,获取失败
- 否则获取写锁,更新state
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
Thread current = Thread.currentThread();
int c = getState();
int w = exclusiveCount(c);
if (c != 0) {
// (Note: if c != 0 and w == 0 then shared count != 0)
if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())
return false;
if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
// Reentrant acquire
setState(c + acquires);
return true;
}
if (writerShouldBlock() ||
!compareAndSetState(c, c + acquires))
return false;
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}
}
共享锁和独占锁
读锁是共享锁,当线程1获得读锁时,并不会排斥线程2去获取读锁,而是在ThreadLocal中保存每个锁数量
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
static final class HoldCounter {
int count = 0;
// Use id, not reference, to avoid garbage retention
final long tid = getThreadId(Thread.currentThread());
}
static final class ThreadLocalHoldCounter
extends ThreadLocal<HoldCounter> {
public HoldCounter initialValue() {
return new HoldCounter();
}
}
}
写锁是独占锁,会调用同步器AbstractQueuedSynchronizer#acquire()方法,默认加入队列的node模式是独占模式
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
锁降级
锁降级就是从写锁降级成为读锁。在当前线程拥有写锁的情况下,再次获取到读锁,随后释放写锁的过程就是锁降级
锁降级示例:
public void processData() {
ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = lock.readLock();
ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = lock.writeLock();
readLock.lock();
if(!update) {
//必须先释放读锁
readLock.unlock();
// 锁降级从写锁获取到开始
writeLock.lock();
try{
if(!update) {
update = true;
}
// 可以获取到读锁,getExclusiveOwnerThread() == current
readLock.lock();
} finally {
writeLock.unlock();
}
//锁降级完成,写锁降级为读锁
}
try{
// 使用数据的流程
} finally {
readLock.unlock();
}
}
可降级的源码仍是在读锁tryAcquireShared方法中,getExclusiveOwnerThread() == current,也即当前独占锁owner就是当前线程,可进行读锁逻辑。
protected final int tryAcquireShared(int unused) {
if (exclusiveCount(c) != 0 &&
getExclusiveOwnerThread() != current)
return -1;
}
参考:《Java并发编程的艺术》
ReentrantReadWriterLock源码(state设计、读写锁、共享锁、独占锁及锁降级)的更多相关文章
- 源码分析— java读写锁ReentrantReadWriteLock
前言 今天看Jraft的时候发现了很多地方都用到了读写锁,所以心血来潮想要分析以下读写锁是怎么实现的. 先上一个doc里面的例子: class CachedData { Object data; vo ...
- jQuery2.x源码解析(设计篇)
jQuery2.x源码解析(构建篇) jQuery2.x源码解析(设计篇) jQuery2.x源码解析(回调篇) jQuery2.x源码解析(缓存篇) 这一篇笔者主要以设计的角度探索jQuery的源代 ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之网络封装和操作
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之网络封装和操作 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之网络封装和操作 0x00 摘要 0x01 业务领域 1.1 SOFARegis ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之时间轮的使用
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之时间轮的使用 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之时间轮的使用 0x00 摘要 0x01 业务领域 1.1 应用场景 0x02 定 ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之续约和驱逐
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之续约和驱逐 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之续约和驱逐 0x00 摘要 0x01 业务范畴 1.1 失效剔除 1.2 服务续约 ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之程序基本架构
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之程序基本架构 0x00 摘要 之前我们通过三篇文章初步分析了 MetaServer 的基本架构,MetaServer 这三篇文章为我们接下来的工作做了 ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry网络操作之连接管理
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry网络操作之连接管理 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry网络操作之连接管理 0x00 摘要 0x01 业务领域 1.1 应用场景 0x ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线 0x00 摘要 0x01 相关概念 1.1 事件驱动模型 1.1.1 概念 ...
- [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线异步处理
[从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线异步处理 目录 [从源码学设计]蚂蚁金服SOFARegistry之消息总线异步处理 0x00 摘要 0x01 为何分离 0x02 业务领域 2 ...
随机推荐
- java开发两年!这些异常处理的方式你得知道,不然你凭什么涨薪!
前言 异常是在程序中导致程序中断运行的一种指令流,当异常发生时,程序将直接中断,不再执行后续的任何操作! 示例:两数相除,若不处理任何异常,则只有在正确输入两个数字时,才能显示出运算结果. publi ...
- FL Studio钢琴卷轴之工具菜单的Riff命令
鼠标左键点击FL Studio钢琴卷轴窗口中的"工具"命令,我们就可以打开快捷工具菜单.快捷菜单中包含了用于音符编辑的各种工具.按照该菜单的顺序,我们先来看一下什么是Riff器命令 ...
- 怎么用CDR来批量导出图片
我们通过CorelDRAW上方菜单栏"布局"中的"插入页面"可以创建多个页面,同时编辑,适合比如书籍排版,杂志排版等等这些需要进行多页面编辑的工作. 图1:CD ...
- 【基于PUPPETEER前端自动化框架】【一】TypeScript+Puppeteer+Jest 整合
前提:掌握Jest + Puppeteer 1.Jest环境配置 2.Jest-MATCHERS匹配器 3.Jest-全局变量设置 4.Puppeteer安装 5.Puppeteer元素获取 6.Pu ...
- 编程小白必备——主流语言C语言知识点
对于编程语言来说,经常看到有因为各自支持的语言阵营而互怼的,其实根本没那个必要,都只是一种工具而已.当多数主流语言都会使用时也许你就不会有偏见了,本质不过都是用来描述计算机的一个任务,只是每门语言设计 ...
- 线性代数中的线性方程组(chapter 1)
目录 线性代数中的线性方程组 线性方程组 行化简解法和阶梯型矩阵 向量方程 矩阵方程$Ax = b$ 线性代数中的线性方程组 第一章从线性方程组的角度,通过解线性方程组,开始解释数学矩阵,以及和线性代 ...
- redis面试问题(一)
五大常用数据类型 redis与其他缓存的比较 rdb和aof 主从复制,读写分离,哨兵机制 -------------------------------- 1.为什么使用redis (一)性能 我们 ...
- Alpha冲刺——总结
这个作业属于哪个课程 软件工程 (福州大学至诚学院 - 计算机工程系) 这个作业要求在哪里 团队作业第五次--Alpha冲刺 这个作业的目标 团队进行Alpha冲刺 作业正文 正文 其他参考文献 无 ...
- JZOJ8月10日提高组T2 Fix
JZOJ8月10日提高组T2 Fix 题目 Description There are a few points on a plane, and some are fixed on the plane ...
- 记STM32F103C8T6+STLINK下载器在Keil中的设置
调试代码为: /************************************** * 文件名 :main.c * 描述 :获取CPU的96bit ID 和 flash的大小,并通过USAR ...