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Java并发（十一），java基础类型和包装类型

作者：互联网

概述

ReentrantLock和Mutex都是一个排他锁，也就是说，同一时刻只有一个线程可以去获取这把锁

但读写锁并不完全是排他锁，同一时刻是允许多个读线程来进行访问的，读写锁实际上指的是一对锁，读锁和写锁

读锁可以被共享，但只要写锁被获取了，那么读锁和写锁都将被阻塞。

读写锁不仅可以保证写操作对读操作的可见性外，还可以简化读写交互场景，比如对于一个缓存的结构来说，缓存一般是以读服务为主，读写锁可以保证，写操作对于后续的读操作是可见的（因为写的时候不允许读，只要写完才可以读）

读写锁是在Java5之后才拥有的，在没有读写锁之前，Java采用的是等待通知机制来实现上面的操作的，即写操作对于后续的读操作是可见的，具体是当写操作开始的时候，所有晚于该写操作的读操作均会进入等待状态，只有等写操作完成并进行通知之后，所有正在等待的读操作才能继续进行，而对于写操作而言，写操作之间是使用Synchronized来进行同步的，保证了只能写操作之间是互斥的，使得读操作可以读取到正确得数据，不会出现脏读

读写锁其实也就是针对上面的场景得出的，因为使用Synchronized为重量级锁，效率会比较慢，最重要的是采用等待通知机制去让读操作进入等待状态会比较麻烦，改用读写锁去实现的话，只需要在读操作时获取读锁，写操作时获取写锁即可，当写锁被获取到时，后续的读写操作都会被阻塞，等写锁释放了之后，后续所有的读写操作才能继续进行

ReentrantReadWriteLock

特性

使用方法

在这里插入图片描述

使用的方法也比较简单，对于读写锁都是

读写锁的实现分析

之前学习ReentrantLock的时候认识了同步状态这个概念，同步状态就是指锁被一个线程重复获取的次数，在ReentrantLock就是state这个变量

但对于读写锁来说，不仅需要维护同步状态，还需要去维护多个读线程和一个写线程的状态（写线程只可能有一个，一旦出现写线程，其余读线程全部停止）

同步状态

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是一个整形变量，而一个整形变量上去维护多种状态，就需要按位切割使用这个变量，而去维护这个变量是关键所在，总的来说就是怎样使用一个变量来区分读写锁的状态，为什么不使用多个变量去记录两种锁的同步状态呢？

读写锁对于该整形变量进行了按位切割使用，高16位表示读而低16位表示写

在这里插入图片描述

如何使用位拆分去表示两种锁的重入状态呢？

对于写锁的低16位，只要采用与运算，与0x0000FFFF进行与运算，就可以把高16位给去掉了，然后对于重入次数只要正常加减即可

对于读锁的高16位，不能像写锁一样简单地使用与运算就可以算出，因为简单的与运算只能保留高16位，但重入的次数不能通过简单的加减来得到了，不过其实也差不多，采用的是无符号右移16位的做法，因为是一个正数，所以只要无符号右移16位就可以将高16位移去低16位，并且高16位会变成全为0，然后重入的时候再进行同样的加减即可

如何判断读锁和写锁获取

当低16位不为0的时候，即代表读锁被获取，当高16位不为0的时候，即代表写锁去获取，但去判断写锁的时候，要先去移位才可以判断

写锁

写锁的使用如下

public void test(){

ReentrantReadWriteLock reentrantReadWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();

ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = reentrantReadWriteLock.writeLock();

writeLock.lock();

writeLock.unlock();

}

从构造方法上看

在这里插入图片描述

可以看到，其调用的是另外一个构造方法，并且fair变量设为false，这也证明了前面提到的，默认的读写锁实现是一个非公平锁

public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {

sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();

readerLock = new ReadLock(this);

writerLock = new WriteLock(this);

}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

可以看到

写锁的获取

lock方法

写锁的获取是直接调用WriteLock的lock方法

在这里插入图片描述

从代码上可以看到，写锁的获取直接依赖于Sync同步类来实现

在这里插入图片描述

再深入，发现其底层实现就是AQS，可以看到很多锁的底层实现都是AQS，下面就来看看这段代码是干什么的

public final void acquire(int arg) {

//尝试去获取锁

//如果获取锁失败就去进行入队等待

if (!tryAcquire(arg) &&

acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))

//如果获取锁失败，并且入队成功

//将自己设为中断状态？？？

selfInterrupt();

}

tryAcquire

这个方法就是去获取锁，可以看到进来

其由ReentrantReadWriteLock去实现的

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {

/*

*/

//从注释上我们可以看到三种情况

//1.如果有人获取了读锁或者有人获取了写锁,那就获取锁失败

//2.如果计数达到饱和也会停止，也就是可重入次数达到上线了

//3.其余状态都可以进行获取锁了

//获取当前线程

Thread current = Thread.currentThread();

//获取state变量，也就是获取同步状态

int c = getState();

//计算wrieteLock的同步状态

int w = exclusiveCount©;

//如果state不为0，代表有其他线程获取读锁或者写锁

if (c != 0) {

// (Note: if c != 0 and w == 0 then shared count != 0)

//如果w为0.代表有人获取了读锁，return false

//如果w不为0，但当前线程并不是已经获取了写锁的线程，return false

//以上两种情况都不能获取锁了，因为读锁有人获取了，或者没人获取读锁，但写锁的拥有者不是自己

if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())

return false;

//如果w不为0，且写锁的拥有者是自己，那就代表发生重入锁了

//改变writeLock的同步状态

if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)

//如果超过了最大值

//最大值为16左移一位并且减一(刚好6位)

//抛出异常

throw new Error(“Maximum lock count exceeded”);

// Reentrant acquire

//重新设置同步状态

setState(c + acquires);

//返回true代表加锁成功

return true;

}

//如果状态栏为0

//判断写线程是否需要阻塞

//如果不需要阻塞，使用CAS来重新设置同步状态

if (writerShouldBlock() ||

标签：Java,16,写锁,读写,获取,读锁,线程,类型,java
来源： https://blog.csdn.net/m0_64867152/article/details/122190368