8 读写锁

8.1 读写锁介绍

现实中有这样一种场景：对共享资源有读和写的操作，且写操作没有读操作那么频繁。在没有写操作的时候，多个线程同时读一个资源没有任何问题，所以应该允许多个线程同时读取共享资源；但是如果一个线程想去写这些共享资源，就不应该允许其他线程对该资源进行读和写的操作了。

针对这种场景，JAVA 的并发包提供了读写锁ReentrantReadWriteLock，它表示两个锁，一个是读操作相关的锁，称为共享锁；一个是写相关的锁，称为排他锁。

线程进入读锁的前提条件：

• 没有其他线程的写锁
• 没有写请求, 或者有写请求，但调用线程和持有锁的线程是同一个(可重入锁)。

线程进入写锁的前提条件：

• 没有其他线程的读锁
• 没有其他线程的写锁

而读写锁有以下三个重要的特性：
（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。
（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。
（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。

8.2 ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock 类的整体结构（源码）

public class ReentrantReadWriteLock implements ReadWriteLock, 
java.io.Serializable {/** 读锁 */private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;/** 写锁 */private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;final Sync sync;/** 使用默认（非公平）的排序属性创建一个新的
ReentrantReadWriteLock */public ReentrantReadWriteLock() {this(false);}/** 使用给定的公平策略创建一个新的 ReentrantReadWriteLock */public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();readerLock = new ReadLock(this);writerLock = new WriteLock(this); }/** 返回用于写入操作的锁 */public ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock() { return 
writerLock; }/** 返回用于读取操作的锁 */public ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock() { return 
readerLock; }abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {}static final class NonfairSync extends Sync {}static final class FairSync extends Sync {}public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {}public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {}
}

可以看到，ReentrantReadWriteLock 实现了ReadWriteLock 接口，ReadWriteLock 接口定义了获取读锁和写锁的规范，具体需要实现类去实现；同时其还实现了 Serializable 接口，表示可以进行序列化，在源代码中可以看到 ReentrantReadWriteLock 实现了自己的序列化逻辑。

8.3 入门案例

场景: 使用 ReentrantReadWriteLock 对一个 hashmap 进行读和写操作。

//资源类
class MyCache {//创建 map 集合private volatile Map<String,Object> map = new HashMap<>();//创建读写锁对象private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();//放数据public void put(String key,Object value) {//添加写锁rwLock.writeLock().lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);//暂停一会TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);//放数据map.put(key,value);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {//释放写锁rwLock.writeLock().unlock();}}//取数据public Object get(String key) {//添加读锁rwLock.readLock().lock();Object result = null;try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);//暂停一会TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(300);result = map.get(key);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+key);} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();} finally {//释放读锁rwLock.readLock().unlock();}return result;}
}

8.4 小结(重要)

• 在线程持有读锁的情况下，该线程不能取得写锁(因为获取写锁的时候，如果发现当前的读锁被占用，就马上获取失败，不管读锁是不是被当前线程持有)。
• 在线程持有写锁的情况下，该线程可以继续获取读锁（获取读锁时如果发现写锁被占用，只有写锁没有被当前线程占用的情况才会获取失败）。

原因: 当线程获取读锁的时候，可能有其他线程同时也在持有读锁，因此不能把获取读锁的线程“升级”为写锁；而对于获得写锁的线程，它一定独占了读写锁，因此可以继续让它获取读锁，当它同时获取了写锁和读锁后，还可以先释放写锁继续持有读锁，这样一个写锁就“降级”为了读锁。