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揭秘并发包中的读写锁实现原理,一文搞定

见解分享

在深入探究 Java 并发包中的读写锁实现原理之前,让我们先了解一下读写锁的概念。读写锁是一种并行锁机制,它允许多个读取器同时访问共享资源,而写入器则独占访问。这与互斥锁形成鲜明对比,后者一次只允许一个线程访问资源。

读写锁通过使用读写锁变量来实现,它维护着两个计数器:读取器计数和写入器计数。当一个线程获取读锁时,读取器计数就会增加。当一个线程获取写锁时,读取器计数和写入器计数都会增加。

要释放锁,线程只需调用相应的 unlock() 方法即可。读写锁变量还会维护一个等待队列,用于存储正在等待获取锁的线程。当一个线程释放锁时,等待队列中的第一个线程将被唤醒并获得锁。

现在我们来深入了解 Java 并发包中读写锁的具体实现。ReadWriteLock 接口定义了读写锁的行为,而 ReentrantReadWriteLock 类是其一个实现。ReentrantReadWriteLock 类使用一个私有内部类 Sync 来实现读写锁变量。

Sync 类维护着读取器计数和写入器计数,以及一个等待队列。它还定义了获取读锁和写锁的 acquireRead() 和 acquireWrite() 方法。这些方法会检查当前的锁状态,如果锁可用,则立即获取锁。否则,当前线程将被添加到等待队列中。

释放锁的 releaseRead() 和 releaseWrite() 方法会相应地减少读取器计数和写入器计数。如果等待队列中还有线程,则会唤醒第一个线程并允许其获取锁。

读写锁的 Condition 实现也是一个有趣的方面。Condition 接口允许线程等待由另一个线程触发的事件。在 ReentrantReadWriteLock 中,Condition 实现使用一个私有内部类 AbstractQueuedSynchronizer.ConditionObject 来实现。

ConditionObject 类维护了一个等待队列,用于存储正在等待条件触发的线程。它还定义了 await() 和 signal() 方法。await() 方法会使当前线程进入等待状态,直到条件被触发。signal() 方法会唤醒等待队列中的第一个线程。

总之,Java 并发包中的读写锁和 Condition 实现提供了强大的机制来管理并发访问共享资源。它们允许多个读取器同时访问资源,而写入器则独占访问。了解这些实现原理对于编写高效且可扩展的多线程应用程序至关重要。