Java 并发之AQS与ReentrantReadWriteLock

KittyGuy
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书接上文

ReentrantReadWriteLock样例

public class ReadWriteLockTest {
    public DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss:SSS");
    public ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    public  String getTime(){
        return LocalDateTime.now(ZoneOffset.of("+8")).format(formatter);
        //字符串转时间String dateTimeStr = "2018-07-28 14:11:15";
    }
    public void readLockTest(){
        try {
               readWriteLock.readLock().lock();
               System.out.println("start readLockTest at "+getTime());
               Thread.sleep(2000);
               System.err.println("end readLockTest at "+getTime());
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }
    public void writeLockTest(){
        try {
            readWriteLock.writeLock().lock();
            System.out.println("start writeLockTest at "+getTime());
            Thread.sleep(2000);
            System.err.println("end writeLockTest at "+getTime());
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
       /*
        a << b就表示把a转为二进制后左移b位（在后面添b个0）。
        a >> b表示二进制右移b位（去掉末b位）.
       */
        ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest();
        IntStream.range(0,4).forEach(i-> new Thread(readWriteLockTest::readLockTest).start());
        IntStream.range(0,4).forEach(i-> new Thread(readWriteLockTest::writeLockTest).start());
    }
}

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不厌其烦的阅读jdk源码

ReadWriteLock接口

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其中一个实现类ReentrantReadWriteLock

构造方法和成员变量

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WriteLock的构造类似，不再赘述

AQS在ReentrantReadWriteLock中的角色

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ReentrantReadWriteLock的ReadLock获取锁的源码分析

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ReentrantReadWriteLock的WriteLock获取锁的源码分析

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Sync有两个版本

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***ShouldBlock()，在获取锁的tryAcquire()方法中有调用

小结——关于ReentrantReadWriteLock获取锁的操作逻辑:

  • 读锁:
    • 在获取读锁时，会尝试判断当前对象是否拥有了写锁，如果已经拥有，则直接获取失败。
    • 如果没有写锁，就表示当前对象没有排他锁（写锁），则当前线程会尝试给对象加锁。
    • 如果当前线程已经持有了该对象的锁，那么直接将读锁数量加1（可重入）。
  • 写锁:
    • 在获取写锁时，会尝试判断当前对象是否拥有了锁(读锁与写锁)，只能选其一。如果已经拥有且持有锁的线程并非当前线程，直接获取失败。
    • 如果当前对象没有被加锁，那么写锁就会为当前对象上锁，并且将写锁的个数加1（可重入）。
    • 将当前对象的排他锁线程持有者设为自己（setExclusiveOwnerThread(current)）;

ReentrantReadWriteLock的ReadLock释放锁的源码分析

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ReentrantReadWriteLock的WriteLock释放锁的源码分析

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关于公平锁和非公平锁

  • 公平锁就是严格的FIFO。
  • 在非公平锁的实现中，线程在尝试获取锁时仍然会先去查看队列头节点的状态，如果头节点是释放锁的状态，则当前线程直接获取锁，而不需要进入队列等待。只有当头节点是占用锁的状态时，当前线程才会进入队列排队等待锁的释放。因此，队列中的节点仍然会被考虑，只是在唤醒线程时可能会考虑头节点外的其他节点。 因此，非公平锁可以在一定程度上提高系统的吞吐量，但它仍然会考虑队列中的节点，而不是完全不考虑。

为什么需要可重入锁

  • 不可重入锁，极其容易发生死锁。 
    // 定义一个不可重入锁类
class NonReentrantLock {
    private boolean isLocked = false;

    public synchronized void lock() throws InterruptedException {
      while (isLocked) {
          wait();
      }
      isLocked = true;
    }

    public synchronized void unlock() {
       isLocked = false;
       notify();
    }
}

// 定义一个测试类
class Test {
    NonReentrantLock lock = new NonReentrantLock();

    public void methodA() throws InterruptedException {
       lock.lock(); // 获取锁
       System.out.println("执行方法A");
       methodB(); // 调用方法B
       lock.unlock(); // 释放锁
    }

    public void methodB() throws InterruptedException {
       lock.lock(); // 尝试获取锁，但会被阻塞，因为锁已经被当前线程持有
       System.out.println("执行方法B");
       lock.unlock(); // 释放锁
    }
}

// 定义一个主类
public class Main {
    public static void main(String\[] args) throws InterruptedException {
       Test test = new Test();
       test.methodA(); // 调用方法A，会发生死锁
    }
}
    • 因为methodB()无法获取到锁，它就没法执行。导致methodA()迟迟无法结束，遂死锁。
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