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面试突击 45:为什么要用读写锁?它有什么优点?

作者:王磊
  • 2022 年 5 月 07 日
  • 本文字数:2232 字

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面试突击45:为什么要用读写锁?它有什么优点?

读写锁(Readers-Writer Lock)顾名思义是一把锁分为两部分:读锁和写锁,其中读锁允许多个线程同时获得,因为读操作本身是线程安全的,而写锁则是互斥锁,不允许多个线程同时获得写锁,并且写操作和读操作也是互斥的。总结来说,读写锁的特点是:读读不互斥、读写互斥、写写互斥

1.读写锁使用

在 Java 语言中,读写锁是使用 ReentrantReadWriteLock 类来实现的,其中:


  • ReentrantReadWriteLock.ReadLock 表示读锁,它提供了 lock 方法进行加锁、unlock 方法进行解锁。

  • ReentrantReadWriteLock.WriteLock 表示写锁,它提供了 lock 方法进行加锁、unlock 方法进行解锁。


它的基础使用如下代码所示:


// 创建读写锁final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();// 获得读锁final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();// 获得写锁final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();// 读锁使用readLock.lock();try {    // 业务代码...} finally {    readLock.unlock();}// 写锁使用writeLock.lock();try {    // 业务代码...} finally {    writeLock.unlock();}
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1.1 读读不互斥

多个线程可以同时获取到读锁,称之为读读不互斥,如下代码所示:


// 创建读写锁final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();// 创建读锁final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();Thread t1 = new Thread(() -> {    readLock.lock();    try {        System.out.println("[t1]得到读锁.");        Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        System.out.println("[t1]释放读锁.");        readLock.unlock();    }});t1.start();Thread t2 = new Thread(() -> {    readLock.lock();    try {        System.out.println("[t2]得到读锁.");        Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        System.out.println("[t2]释放读锁.");        readLock.unlock();    }});t2.start();
复制代码


以上程序执行结果如下:


1.2 读写互斥

读锁和写锁同时使用是互斥的(也就是不能同时获得),这称之为读写互斥,如下代码所示:


// 创建读写锁final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();// 创建读锁final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();// 创建写锁final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();// 使用读锁Thread t1 = new Thread(() -> {    readLock.lock();    try {        System.out.println("[t1]得到读锁.");        Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        System.out.println("[t1]释放读锁.");        readLock.unlock();    }});t1.start();// 使用写锁Thread t2 = new Thread(() -> {    writeLock.lock();    try {        System.out.println("[t2]得到写锁.");        Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        System.out.println("[t2]释放写锁.");        writeLock.unlock();    }});t2.start();
复制代码


以上程序执行结果如下:


1.3 写写互斥

多个线程同时使用写锁也是互斥的,这称之为写写互斥,如下代码所示:


// 创建读写锁final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();// 创建写锁final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();Thread t1 = new Thread(() -> {    writeLock.lock();    try {        System.out.println("[t1]得到写锁.");        Thread.sleep(3000);    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    } finally {        System.out.println("[t1]释放写锁.");        writeLock.unlock();    }});t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> { writeLock.lock(); try { System.out.println("[t2]得到写锁."); Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { System.out.println("[t2]释放写锁."); writeLock.unlock(); }});t2.start();
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以上程序执行结果如下:


2.优点分析

  1. 提高了程序执行性能:多个读锁可以同时执行,相比于普通锁在任何情况下都要排队执行来说,读写锁提高了程序的执行性能。

  2. 避免读到临时数据:读锁和写锁是互斥排队执行的,这样可以保证了读取操作不会读到写了一半的临时数据。

3.适用场景

读写锁适合多读少写的业务场景,此时读写锁的优势最大。

总结

读写锁是一把锁分为两部分:读锁和写锁,其中读锁允许多个线程同时获得,而写锁则是互斥锁。它的完整规则是:读读不互斥、读写互斥、写写互斥。它适用于多读的业务场景,使用它可以有效的提高程序的执行性能,也能避免读取到操作了一半的临时数据。


是非审之于己,毁誉听之于人,得失安之于数。

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