ReentrantReadWriteLock 源码分析

作为 Java 并发库重要组成部分，ReentrantReadWriteLock 是并发编程中常使用的一种读写锁，它允许多个线程同时对共享资源进行读取操作，但在同一时刻只有一个线程可以进行写入操作。它提供了比传统互斥锁更好的性能，特别是当读操作远多于写操作时。

ReentrantReadWriteLock 的优势在于，可以实现多线程同时对同一个共享资源进行读取操作，从而提高并发性。同时，它通过对读操作和写操作进行分离，保证了写操作的互斥性，避免了读写冲突。此外，ReentrantReadWriteLock 还支持可重入，即同一个线程可以多次获取同一把锁，而不会造成死锁。

实现原理

ReentrantReadWriteLock 的实现基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer），AQS 是 Java 并发库中常用的锁实现框架，提供了基本的可重入锁功能。ReentrantReadWriteLock 对 AQS 进行了一些扩展，实现了读写锁的功能。

ReentrantReadWriteLock 中有两个队列：读队列和写队列。读队列用于保存等待获取读锁的线程，写队列用于保存等待获取写锁的线程。ReentrantReadWriteLock 使用一个名为 state 的变量来表示锁的状态，state 的值可以是 0、1 或 2，分别表示没有线程持有锁、有线程持有读锁或有线程持有写锁。

当一个线程试图获取读锁时，它会首先检查 state 的值。如果 state 为 0，表示没有线程持有锁，则该线程可以立即获取读锁。如果 state 为 1，表示有线程持有读锁，则该线程会被加入到读队列中等待。如果 state 为 2，表示有线程持有写锁，则该线程会被加入到写队列中等待。

当一个线程试图获取写锁时，它会首先检查 state 的值。如果 state 为 0，表示没有线程持有锁，则该线程可以立即获取写锁。如果 state 为 1，表示有线程持有读锁，则该线程会被加入到写队列中等待。如果 state 为 2，表示有线程持有写锁，则该线程会被拒绝获取写锁。

当一个线程释放读锁时，它会检查 state 的值。如果 state 为 1，表示只有该线程持有读锁，则该线程会将 state 的值设置为 0，表示没有线程持有锁。如果 state 为 2，表示有其他线程持有读锁，则该线程会将 state 的值减 1，表示有更少的线程持有读锁。

当一个线程释放写锁时，它会检查 state 的值。如果 state 为 2，表示只有该线程持有写锁，则该线程会将 state 的值设置为 0，表示没有线程持有锁。如果 state 为 1，表示有其他线程持有读锁，则该线程会将 state 的值加 1，表示有更多的线程持有读锁。

使用场景

ReentrantReadWriteLock 适用于读操作远多于写操作的场景，例如：

• 读写数据库：读写数据库时，通常读操作远多于写操作。使用 ReentrantReadWriteLock 可以允许多个线程同时进行读操作，从而提高并发性。
• 缓存系统：缓存系统中，通常读操作远多于写操作。使用 ReentrantReadWriteLock 可以允许多个线程同时进行读操作，从而提高并发性。
• 消息队列：消息队列中，通常读操作远多于写操作。使用 ReentrantReadWriteLock 可以允许多个线程同时进行读操作，从而提高并发性。

使用方法

ReentrantReadWriteLock 的使用相对简单，它提供了两个方法来获取锁：

• readLock()：获取读锁。如果当前有其他线程持有写锁，则该方法会阻塞当前线程，直到写锁被释放。
• writeLock()：获取写锁。如果当前有其他线程持有读锁或写锁，则该方法会阻塞当前线程，直到所有读锁和写锁都被释放。

ReentrantReadWriteLock 还提供了两个方法来释放锁：

• unlockRead()：释放读锁。
• unlockWrite()：释放写锁。

在使用 ReentrantReadWriteLock 时，需要注意以下几点：

• 获取读锁和写锁时，必须使用 try-finally 语句，以确保锁在所有情况下都能被释放。
• 在读锁和写锁的临界区内，不要进行耗时的操作，以免影响其他线程的性能。
• 在读锁和写锁的临界区内，不要调用其他可能导致死锁的方法，例如：wait()、notify() 或 notifyAll()。