ReentrantReadWriteLock读写锁的使用

Lock比传统线程模型中的synchronized方式更加面向对象，与生活中的锁类似，锁本身也应该是一个对象。两个线程执行的代码片段要实现同步互斥的效果，它们必须用同一个Lock对象。

　　读写锁：分为读锁和写锁，多个读锁不互斥，读锁与写锁互斥，这是由jvm自己控制的，你只要上好相应的锁即可。如果你的代码只读数据，可以很多 人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

　　ReentrantReadWriteLock会使用两把锁来解决问题，一个读锁，一个写锁
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

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

到ReentrantReadWriteLock，首先要做的是与ReentrantLock划清界限。它和后者都是单独的实现，彼此之间没有继承或实现的关系。然后就是总结这个锁机制的特性了： 
     (a).重入方面其内部的WriteLock可以获取ReadLock，但是反过来ReadLock想要获得WriteLock则永远都不要想。 
 
 
 (b).WriteLock可以降级为ReadLock，顺序是：先获得WriteLock再获得ReadLock，然后释放WriteLock，这时
候线程将保持Readlock的持有。反过来ReadLock想要升级为WriteLock则不可能，为什么？参看(a)，呵呵. 
     (c).ReadLock可以被多个线程持有并且在作用时排斥任何的WriteLock，而WriteLock则是完全的互斥。这一特性最为重要，因为对于高读取频率而相对较低写入的数据结构，使用此类锁同步机制则可以提高并发量。 
     (d).不管是ReadLock还是WriteLock都支持Interrupt，语义与ReentrantLock一致。 
     (e).WriteLock支持Condition并且与ReentrantLock语义一致，而ReadLock则不能使用Condition，否则抛出UnsupportedOperationException异常。

下面看一个读写锁的例子：

package com.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Queue3 q3 = new Queue3();
        for(int i=0;i<3;i++)
        {
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.get();
                    }
                }

            }.start();
        }
        for(int i=0;i<3;i++)
        {
            new Thread(){
                public void run(){
                    while(true){
                        q3.put(new Random().nextInt(10000));
                    }
                }            

            }.start();
        }
    }
}

class Queue3{
    private Object data = null;//共享数据，只能有一个线程能写该数据，但可以有多个线程同时读该数据。
    private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public void get(){
        rwl.readLock().lock();//上读锁，其他线程只能读不能写
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to read data!");
        try {
            Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "have read data :" + data);
        rwl.readLock().unlock(); //释放读锁，最好放在finnaly里面
    }

    public void put(Object data){

        rwl.writeLock().lock();//上写锁，不允许其他线程读也不允许写
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to write data!");
        try {
            Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.data = data;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " have write data: " + data);                    

        rwl.writeLock().unlock();//释放写锁
    }
}

Thread-0 be ready to read data!
Thread-1 be ready to read data!
Thread-2 be ready to read data!
Thread-0have read data :null
Thread-2have read data :null
Thread-1have read data :null
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 6934
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 8987
Thread-5 be ready to write data!
Thread-5 have write data: 8496

下面使用读写锁模拟一个缓存器：

package com.thread;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class CacheDemo {
    private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();//缓存器
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    public static void main(String[] args) {

    }
    public Object get(String id){
        Object value = null;
        rwl.readLock().lock();//首先开启读锁，从缓存中去取
        try{
            value = map.get(id);
            if(value == null){  //如果缓存中没有释放读锁，上写锁
                rwl.readLock().unlock();
                rwl.writeLock().lock();
                try{
                    if(value == null){
                        value = "aaa";  //此时可以去数据库中查找，这里简单的模拟一下
                    }
                }finally{
                    rwl.writeLock().unlock(); //释放写锁
                }
                rwl.readLock().lock(); //然后再上读锁
            }
        }finally{
            rwl.readLock().unlock(); //最后释放读锁
        }
        return value;
    }

}

示例二：

package com.dxz.lock;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/**
 * 读写锁
 */
public class WriteReadLockTest {
    public static void main(String[] args) {
        WriteReadLockTest test = new WriteReadLockTest();
        // 创建并发访问的账户
        MyCount myCount = test.new MyCount("95599200901215522", 10000);
        // 创建一个锁对象
        ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(false);
        // 创建一个线程池
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
        // 创建一些并发访问用户，一个信用卡，存的存，取的取，好热闹啊
        User u1 = test.new User("张三", myCount, -4000, lock, false);
        User u2 = test.new User("张三他爹", myCount, 6000, lock, false);
        User u3 = test.new User("张三他弟", myCount, -8000, lock, false);
        User u4 = test.new User("张三", myCount, 800, lock, false);
        User u5 = test.new User("张三他爹", myCount, 0, lock, true);
        // 在线程池中执行各个用户的操作
        pool.execute(u1);
        pool.execute(u2);
        pool.execute(u3);
        pool.execute(u4);
        pool.execute(u5);
        // 关闭线程池
        pool.shutdown();
    }

    /**
     * 信用卡的用户
     */
    class User implements Runnable {
        private String name; // 用户名
        private MyCount myCount; // 所要操作的账户
        private int iocash; // 操作的金额，当然有正负之分了
        private ReadWriteLock myLock; // 执行操作所需的锁对象
        private boolean ischeck; // 是否查询

        User(String name, MyCount myCount, int iocash, ReadWriteLock myLock, boolean ischeck) {
            this.name = name;
            this.myCount = myCount;
            this.iocash = iocash;
            this.myLock = myLock;
            this.ischeck = ischeck;
        }

        public void run() {
            if (ischeck) {
                // 获取读锁
                myLock.readLock().lock();
                System.out.println("读：" + name + "正在查询" + myCount + "账户，当前金额为" + myCount.getCash());
                // 释放读锁
                myLock.readLock().unlock();
            } else {
                // 获取写锁
                myLock.writeLock().lock();
                // 执行现金业务
                System.out.println("写：" + name + "正在操作" + myCount + "账户，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
                myCount.setCash(myCount.getCash() + iocash);
                System.out.println("写：" + name + "操作" + myCount + "账户成功，金额为" + iocash + "，当前金额为" + myCount.getCash());
                // 释放写锁
                myLock.writeLock().unlock();
            }
        }
    }

    /**
     * 信用卡账户，可随意透支
     */
    class MyCount {
        private String oid; // 账号
        private int cash; // 账户余额

        MyCount(String oid, int cash) {
            this.oid = oid;
            this.cash = cash;
        }

        public String getOid() {
            return oid;
        }

        public void setOid(String oid) {
            this.oid = oid;
        }

        public int getCash() {
            return cash;
        }

        public void setCash(int cash) {
            this.cash = cash;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "MyCount{" + "oid='" + oid + '\'' + ", cash=" + cash + '}';
        }
    }
}

结果：

写：张三正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=10000}账户，金额为-4000，当前金额为10000
写：张三操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=6000}账户成功，金额为-4000，当前金额为6000
写：张三他爹正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=6000}账户，金额为6000，当前金额为6000
写：张三他爹操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=12000}账户成功，金额为6000，当前金额为12000
写：张三正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=12000}账户，金额为800，当前金额为12000
写：张三操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=12800}账户成功，金额为800，当前金额为12800
写：张三他弟正在操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=12800}账户，金额为-8000，当前金额为12800
写：张三他弟操作MyCount{oid='95599200901215522', cash=4800}账户成功，金额为-8000，当前金额为4800
读：张三他爹正在查询MyCount{oid='95599200901215522', cash=4800}账户，当前金额为4800