欧美bbbwbbbw肥妇,免费乱码人妻系列日韩,一级黄片

ReentrantReadWriteLock?讀寫鎖分析總結(jié)

 更新時間:2022年05月30日 17:02:43   作者:??心城以北????  
這篇文章主要介紹了ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖分析總結(jié),ReentranReadWriteLock中有兩把鎖,一把讀鎖,一把寫鎖,關(guān)于這兩把鎖的介紹,需要的小伙伴可以參考一下

一、讀寫鎖簡介

現(xiàn)實中有這樣一種場景:對共享資源有讀和寫的操作,且寫操作沒有讀操作那么頻繁(讀多寫少)。在沒有寫操作的時候,多個線程同時讀一個資源沒有任何問題,所以應(yīng)該允許多個線程同時讀取共享資源(讀讀可以并發(fā));但是如果一個線程想去寫這些共享資源,就不應(yīng)該允許其他線程對該資源進(jìn)行讀和寫操作了(讀寫,寫讀,寫寫互斥)。在讀多于寫的情況下,讀寫鎖能夠提供比排它鎖更好的并發(fā)性和吞吐量。

針對這種場景,JAVA的并發(fā)包提供了讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock,它內(nèi)部,維護(hù)了一對相關(guān)的鎖,一個用于只讀操作,稱為讀鎖;一個用于寫入操作,稱為寫鎖,描述如下:線程進(jìn)入讀鎖的前提條件:

  • 沒有其他線程的寫鎖
  • 沒有寫請求或者有寫請求,但調(diào)用線程和持有鎖的線程是同一個。

線程進(jìn)入寫鎖的前提條件:

  • 沒有其他線程的讀鎖
  • 沒有其他線程的寫鎖

而讀寫鎖有以下三個重要的特性:

  • 公平選擇性:支持非公平(默認(rèn))和公平的鎖獲取方式,吞吐量還是非公平優(yōu)于公平。
  • 可重入:讀鎖和寫鎖都支持線程重入。以讀寫線程為例:讀線程獲取讀鎖后,能夠再次獲取讀鎖。寫線程在獲取寫鎖之后能夠再次獲取寫鎖,同時也可以獲取讀鎖。
  • 鎖降級:遵循獲取寫鎖、再獲取讀鎖最后釋放寫鎖的次序,寫鎖能夠降級成為讀鎖。

看了上面的描述大家可能有點暈,我就舉一個之前開發(fā)訂單的例子,輔助大家理解。 我們的訂單有一個主單和子單的概念:主單編碼為 orderCode, 子單編碼為 subOrderCode 對應(yīng)關(guān)系是 1:N。 我在退款的時候,需要支持子單,主單退款。 子單退款,的維度是 subOrderCode 主單退款,的維度是 orderCode 可能出現(xiàn)并發(fā)的情況,我們可以對 orderCode 加一把讀寫鎖

  • 如果是主單退款的情況,是不是子單退款就是互斥的
  • 如果是子單退款的情況,其實就可以并行的,但是子單是 subOrderCode維度,還需要加一個 subOrderCode 的互斥鎖。

二、讀寫鎖使用

如何同時存儲讀寫鎖,可以通過 state 的值進(jìn)行存儲,高 16 位表示讀鎖,低 16 位表示寫鎖。 比如: 0000 0000 0000 0000 (1<<16) 0000 0000 0000 0000 高 16 位不為0: 有讀鎖 c >>>16 低 16 位不為0: 有寫鎖 5

ReadWriteLock 接口

我們可以看到 ReentranReadWriteLock 有兩把鎖,一把讀鎖,一把寫鎖。 

使用例子

緩存操作:

public class ReentrantReadWriteLockCacheTest {
    static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    static Lock r = rwl.readLock();
    static Lock w = rwl.writeLock();
    // 獲取一個key對應(yīng)的value
    public static final Object get(String key) {
        r.lock();
        try {
            return map.get(key);
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }

    // 設(shè)置key對應(yīng)的value,并返回舊的value
    public static final Object put(String key, Object value) {
        w.lock();
        try {
            return map.put(key, value);
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }

    // 清空所有的內(nèi)容
    public static final void clear() {
        w.lock();
        try {
            map.clear();
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
}

上述示例中,Cache組合一個非線程安全的HashMap作為緩存的實現(xiàn),同時使用讀寫鎖的 讀鎖和寫鎖來保證Cache是線程安全的。在讀操作get(String key)方法中,需要獲取讀鎖,這 使得并發(fā)訪問該方法時不會被阻塞。寫操作put(String key,Object value)方法和clear()方法, 在更新 HashMap時必須提前獲取寫鎖,當(dāng)獲取寫鎖后,其他線程對于讀鎖和寫鎖的獲取均被 阻塞,而 只有寫鎖被釋放之后,其他讀寫操作才能繼續(xù)。Cache使用讀寫鎖提升讀操作的并發(fā) 性,也保證每次寫操作對所有的讀寫操作的可見性,同時簡化了編程方式。

三、鎖的降級

鎖降級指的是寫鎖降級成為讀鎖。如果當(dāng)前線程擁有寫鎖,然后將其釋放,最后再獲取讀鎖,這種分段完成的過程不能稱之為鎖降級。鎖降級是指把持住(當(dāng)前擁有的)寫鎖,再獲取到讀鎖,隨后釋放(先前擁有的)寫鎖的過程。鎖降級可以幫助我們拿到當(dāng)前線程修改后的結(jié)果而不被其他線程所破壞,防止更新丟失。

鎖降級的使用示例

因為數(shù)據(jù)不常變化,所以多個線程可以并發(fā)地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,當(dāng)數(shù)據(jù)變更后,如果當(dāng)前線程感知到數(shù)據(jù)變化,則進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作,同時其他處理線程被阻塞,直到當(dāng)前線程完成數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作。

private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
private final Lock readLock = rwl.readLock();
private final Lock writeLock = rwl.writeLock();
private volatile boolean update = false;
public void processData() {
    readLock.lock();
    if (!update) {
        // 必須先釋放讀鎖
        readLock.unlock();
        // 鎖降級從寫鎖獲取到開始
        writeLock.lock();
        try {
            if (!update) {
                // TODO 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的流程(略)
                update = true;
            }
            readLock.lock();
        } finally {
            writeLock.unlock();
        }
        // 鎖降級完成,寫鎖降級為讀鎖
    }
    try {
        //TODO  使用數(shù)據(jù)的流程(略)
    } finally {
        readLock.unlock();
    }
}

注意事項:

  • 讀鎖不支持條件變量
  • 重入時不升級不支持:持有讀鎖的情況下,去獲取寫鎖,會導(dǎo)致永久等待
  • 重入時支持降級:持有寫鎖的情況下可以去獲取讀鎖

四、ReentranReadWriteLock 結(jié)構(gòu)

方法結(jié)構(gòu)設(shè)計

讀寫狀態(tài)設(shè)計

五、源碼分析

寫鎖的加鎖

方法 tryAcquire 是寫鎖的加鎖核心邏輯

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    /*
     * Walkthrough:
     * 1. If read count nonzero or write count nonzero
     *    and owner is a different thread, fail.
     * 2. If count would saturate, fail. (This can only
     *    happen if count is already nonzero.)
     * 3. Otherwise, this thread is eligible for lock if
     *    it is either a reentrant acquire or
     *    queue policy allows it. If so, update state
     *    and set owner.
     */
    Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    // 獲取寫鎖狀態(tài)
    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
        // 重入
        setState(c + acquires);
        return true;
    }
    // 獲取寫鎖
    if (writerShouldBlock() ||
        !compareAndSetState(c, c + acquires))
        return false;
    // 設(shè)置寫鎖 owner
    setExclusiveOwnerThread(current);
    return true;
}

寫鎖的釋放

protected final boolean tryRelease(int releases) {
    if (!isHeldExclusively())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    int nextc = getState() - releases;
    boolean free = exclusiveCount(nextc) == 0;
    if (free)
        setExclusiveOwnerThread(null);
    setState(nextc);
    return free;
}

讀鎖的獲取

protected final int tryAcquireShared(int unused) {
    /*
     * Walkthrough:
     * 1. If write lock held by another thread, fail.
     * 2. Otherwise, this thread is eligible for
     *    lock wrt state, so ask if it should block
     *    because of queue policy. If not, try
     *    to grant by CASing state and updating count.
     *    Note that step does not check for reentrant
     *    acquires, which is postponed to full version
     *    to avoid having to check hold count in
     *    the more typical non-reentrant case.
     * 3. If step 2 fails either because thread
     *    apparently not eligible or CAS fails or count
     *    saturated, chain to version with full retry loop.
     */
    Thread current = Thread.currentThread();
    int c = getState();
    if (exclusiveCount(c) != 0 &&
        getExclusiveOwnerThread() != current)
        return -1;
    int r = sharedCount(c);
    if (!readerShouldBlock() &&
        r < MAX_COUNT &&
        compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
        // 首次獲取讀鎖
        if (r == 0) {
            firstReader = current;
            // 第一個線程重入
            firstReaderHoldCount = 1;
        } else if (firstReader == current) {
            // 重入
            firstReaderHoldCount++;
        } else {
            // 后續(xù)線程,通過 ThreadLocal 獲取重入次數(shù)
            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);
}

fullTryAcquireShared方法如下:

final int fullTryAcquireShared(Thread current) {
    /*
     * This code is in part redundant with that in
     * tryAcquireShared but is simpler overall by not
     * complicating tryAcquireShared with interactions between
     * retries and lazily reading hold counts.
     */
    HoldCounter rh = null;
    for (;;) {
        int c = getState();
        if (exclusiveCount(c) != 0) {
            if (getExclusiveOwnerThread() != current)
                return -1;
            // else we hold the exclusive lock; blocking here
            // would cause deadlock.
        } else if (readerShouldBlock()) {
            // Make sure we're not acquiring read lock reentrantly
            if (firstReader == current) {
                // assert firstReaderHoldCount > 0;
            } else {
                if (rh == null) {
                    rh = cachedHoldCounter;
                    if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current)) {
                        rh = readHolds.get();
                        if (rh.count == 0)
                            readHolds.remove();
                    }
                }
                if (rh.count == 0)
                    return -1;
            }
        }
        if (sharedCount(c) == MAX_COUNT)
            throw new Error("Maximum lock count exceeded");
        if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
            if (sharedCount(c) == 0) {
                firstReader = current;
                firstReaderHoldCount = 1;
            } else if (firstReader == current) {
                firstReaderHoldCount++;
            } else {
                if (rh == null)
                    rh = cachedHoldCounter;
                if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
                    rh = readHolds.get();
                else if (rh.count == 0)
                    readHolds.set(rh);
                rh.count++;
                cachedHoldCounter = rh; // cache for release
            }
            return 1;
        }
    }
}

讀鎖的釋放

protected final boolean tryReleaseShared(int unused) {
    Thread current = Thread.currentThread();
    if (firstReader == current) {
        // assert firstReaderHoldCount > 0;
        if (firstReaderHoldCount == 1)
            firstReader = null;
        else
            firstReaderHoldCount--;
    } else {
        HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
        if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
            rh = readHolds.get();
        int count = rh.count;
        if (count <= 1) {
            readHolds.remove();
            if (count <= 0)
                throw unmatchedUnlockException();
        }
        --rh.count;
    }
    for (;;) {
        int c = getState();
        int nextc = c - SHARED_UNIT;
        if (compareAndSetState(c, nextc))
            // Releasing the read lock has no effect on readers,
            // but it may allow waiting writers to proceed if
            // both read and write locks are now free.
            return nextc == 0;
    }
}

到此這篇關(guān)于ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖分析總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)ReentrantReadWriteLock 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

相關(guān)文章

  • Java對文件進(jìn)行基本操作案例講解

    Java對文件進(jìn)行基本操作案例講解

    這篇文章主要介紹了Java對文件進(jìn)行基本操作案例講解,本篇文章通過簡要的案例,講解了該項技術(shù)的了解與使用,以下就是本文的詳細(xì)內(nèi)容,需要的朋友可以參考下
    2021-07-07
  • java 2d畫圖示例分享(用java畫圖)

    java 2d畫圖示例分享(用java畫圖)

    這篇文章主要介紹了java 2D畫圖示例(用java畫圖),需要的朋友可以參考下
    2014-04-04
  • Java反射 Field類的使用全方位解析

    Java反射 Field類的使用全方位解析

    這篇文章主要介紹了Java反射 Field類的使用全方位解析,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧
    2021-04-04
  • Spring Boot webflux使用方法解析

    Spring Boot webflux使用方法解析

    這篇文章主要介紹了Spring Boot webflux使用方法解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下
    2020-03-03
  • Java 8中map()和flatMap()方法區(qū)別詳解

    Java 8中map()和flatMap()方法區(qū)別詳解

    這篇文章主要為大家介紹了Java 8中map()和flatMap()方法區(qū)別詳解,有需要的朋友可以借鑒參考下,希望能夠有所幫助,祝大家多多進(jìn)步,早日升職加薪
    2023-07-07
  • springboot熱部署知識點總結(jié)

    springboot熱部署知識點總結(jié)

    在本篇文章里小編給大家整理了關(guān)于springboot熱部署的知識點內(nèi)容,有興趣的朋友們參考學(xué)習(xí)下。
    2019-06-06
  • java實現(xiàn)日期拆分的方法

    java實現(xiàn)日期拆分的方法

    這篇文章主要介紹了java實現(xiàn)日期拆分的方法,基于java日期類實現(xiàn)對日期字符串的拆分功能,具有一定參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下
    2015-07-07
  • java事務(wù)回滾失敗問題分析

    java事務(wù)回滾失敗問題分析

    這篇文章主要介紹了java事務(wù)回滾失敗問題分析,具有一定借鑒價值,需要的朋友可以參考下
    2018-01-01
  • 使用JPA自定義id策略避免主鍵自增

    使用JPA自定義id策略避免主鍵自增

    這篇文章主要介紹了使用JPA自定義id策略避免主鍵自增問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教
    2024-08-08
  • 詳解SpringBoot項目整合Vue做一個完整的用戶注冊功能

    詳解SpringBoot項目整合Vue做一個完整的用戶注冊功能

    本文主要介紹了SpringBoot項目整合Vue做一個完整的用戶注冊功能,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧
    2022-07-07

最新評論