锁对象-Lock: 同步问题更完美的处理方式 (ReentrantReadWriteLock读写锁的使用/源码分析)

Lock是java.util.concurrent.locks包下的接口，Lock 实现提供了比使用synchronized 方法和语句可获得的更广泛的锁定操作，它能以更优雅的方式处理线程同步问题，我们拿Java线程(二)中的一个例子简单的实现一下和sychronized一样的效果，代码如下：

1. public class LockTest {
2. public static void main(String[] args) {
3. final Outputter1 output = new Outputter1();
4. new Thread() {
5. public void run() {
6. output.output("zhangsan");
7. };
8. }.start();
9. new Thread() {
10. public void run() {
11. output.output("lisi");
12. };
13. }.start();
14. }
15. }
16. class Outputter1 {
17. private Lock lock = new ReentrantLock();// 锁对象
18. public void output(String name) {
19. // TODO 线程输出方法
20. lock.lock();// 得到锁
21. try {
22. for(int i = 0; i < name.length(); i++) {
23. System.out.print(name.charAt(i));
24. }
25. } finally {
26. lock.unlock();// 释放锁
27. }
28. }
29. }

这样就实现了和sychronized一样的同步效果，需要注意的是，用sychronized修饰的方法或者语句块在代码执行完之后锁自动释放，而用Lock需要我们手动释放锁，所以为了保证锁最终被释放(发生异常情况)，要把互斥区放在try内，释放锁放在finally内。

如果说这就是Lock，那么它不能成为同步问题更完美的处理方式，下面要介绍的是读写锁(ReadWriteLock)，我们会有一种需求，在对数据进行读写的时候，为了保证数据的一致性和完整性，需要读和写是互斥的，写和写是互斥的，但是读和读是不需要互斥的，这样读和读不互斥性能更高些，来看一下不考虑互斥情况的代码原型：

1. public class ReadWriteLockTest {
2. public static void main(String[] args) {
3. final Data data = new Data();
4. for (int i = 0; i < 3; i++) {
5. new Thread(new Runnable() {
6. public void run() {
7. for (int j = 0; j < 5; j++) {
8. data.set(new Random().nextInt(30));
9. }
10. }
11. }).start();
12. }
13. for (int i = 0; i < 3; i++) {
14. new Thread(new Runnable() {
15. public void run() {
16. for (int j = 0; j < 5; j++) {
17. data.get();
18. }
19. }
20. }).start();
21. }
22. }
23. }
24. class Data {
25. private int data;// 共享数据
26. public void set(int data) {
27. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");
28. try {
29. Thread.sleep(20);
30. } catch (InterruptedException e) {
31. e.printStackTrace();
32. }
33. this.data = data;
34. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);
35. }
36. public void get() {
37. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");
38. try {
39. Thread.sleep(20);
40. } catch (InterruptedException e) {
41. e.printStackTrace();
42. }
43. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);
44. }
45. }

部分输出结果：

1. Thread-1准备写入数据
2. Thread-3准备读取数据
3. Thread-2准备写入数据
4. Thread-0准备写入数据
5. Thread-4准备读取数据
6. Thread-5准备读取数据
7. Thread-2写入12
8. Thread-4读取12
9. Thread-5读取5
10. Thread-1写入12

我们要实现写入和写入互斥，读取和写入互斥，读取和读取互斥，在set和get方法加入sychronized修饰符：

1. public synchronized void set(int data) {...}
2. public synchronized void get() {...}

部分输出结果：

1. Thread-0准备写入数据
2. Thread-0写入9
3. Thread-5准备读取数据
4. Thread-5读取9
5. Thread-5准备读取数据
6. Thread-5读取9
7. Thread-5准备读取数据
8. Thread-5读取9
9. Thread-5准备读取数据
10. Thread-5读取9

我们发现，虽然写入和写入互斥了，读取和写入也互斥了，但是读取和读取之间也互斥了，不能并发执行，效率较低，用读写锁实现代码如下：

1. class Data {
2. private int data;// 共享数据
3. private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
4. public void set(int data) {
5. rwl.writeLock().lock();// 取到写锁
6. try {
7. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备写入数据");
8. try {
9. Thread.sleep(20);
10. } catch (InterruptedException e) {
11. e.printStackTrace();
12. }
13. this.data = data;
14. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "写入" + this.data);
15. } finally {
16. rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁
17. }
18. }
19. public void get() {
20. rwl.readLock().lock();// 取到读锁
21. try {
22. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备读取数据");
23. try {
24. Thread.sleep(20);
25. } catch (InterruptedException e) {
26. e.printStackTrace();
27. }
28. System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "读取" + this.data);
29. } finally {
30. rwl.readLock().unlock();// 释放读锁
31. }
32. }
33. }

部分输出结果：

1. Thread-4准备读取数据
2. Thread-3准备读取数据
3. Thread-5准备读取数据
4. Thread-5读取18
5. Thread-4读取18
6. Thread-3读取18
7. Thread-2准备写入数据
8. Thread-2写入6
9. Thread-2准备写入数据
10. Thread-2写入10
11. Thread-1准备写入数据
12. Thread-1写入22
13. Thread-5准备读取数据

从结果可以看出实现了我们的需求，这只是锁的基本用法，锁的机制还需要继续深入学习。

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。

源码分析: http://blog.csdn.net/yuhongye111/article/details/39055531