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Java里如何使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁_ReentrantReadWriteLock操作解析

P粉602998670
发布: 2025-12-04 18:08:02
原创
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ReentrantReadWriteLock通过分离读写锁提升并发性能,允许多个线程并发读,写操作独占锁;读-读不互斥,读-写和写-写互斥;支持锁降级(先写后读),但不支持锁升级;默认非公平模式,可设为公平模式;使用时需在finally中释放锁,防止死锁。

java里如何使用reentrantreadwritelock实现读写锁_reentrantreadwritelock操作解析

在Java并发编程中,ReentrantReadWriteLock 是一种常用的同步工具,适用于读多写少的场景。它通过分离读锁和写锁,提高并发性能:多个线程可以同时读取共享资源,但写操作是独占的。

读写锁的基本原理

ReentrantReadWriteLock 维护了一对相关的锁:

  • 读锁(Read Lock):允许多个线程同时获取,用于读操作。
  • 写锁(Write Lock):只允许一个线程持有,用于写操作,且此时其他读线程也不能进入。

这种机制保证了:

  • 读-读操作可以并发执行。
  • 读-写、写-写操作互斥。
  • 写锁持有期间,所有尝试获取读锁的线程都会被阻塞。

基本使用示例

下面是一个简单的例子,展示如何使用 ReentrantReadWriteLock 来保护一个共享的缓存数据:

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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class CacheExample {
    private final Map<String, Object> cache = new HashMap<>();
    private final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

    // 获取读锁进行查询
    public Object get(String key) {
        rwLock.readLock().lock();
        try {
            return cache.get(key);
        } finally {
            rwLock.readLock().unlock();
        }
    }

    // 获取写锁进行更新
    public Object put(String key, Object value) {
        rwLock.writeLock().lock();
        try {
            return cache.put(key, value);
        } finally {
            rwLock.writeLock().unlock();
        }
    }

    // 写操作:清除缓存
    public void clear() {
        rwLock.writeLock().lock();
        try {
            cache.clear();
        } finally {
            rwLock.writeLock().unlock();
        }
    }
}
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在这个例子中:

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  • get 方法使用读锁,多个线程可同时读取。
  • put 和 clear 使用写锁,确保修改时独占访问。
  • 务必在 finally 块中释放锁,防止死锁。

锁降级:从写锁到读锁

ReentrantReadWriteLock 支持“锁降级”——即一个线程先获取写锁,再获取读锁,然后释放写锁,从而保持对资源的读权限。这在某些需要原子性更新后立即读取的场景非常有用。

public void processData() {
    rwLock.writeLock().lock();
    try {
        // 修改数据
        System.out.println("正在更新数据...");
        
        // 在释放写锁前,先获取读锁(必须当前线程持有写锁)
        rwLock.readLock().lock();
    } finally {
        // 降级的关键:释放写锁,保留读锁
        rwLock.writeLock().unlock();
    }
    
    try {
        // 此时仍持有读锁,可以安全读取
        System.out.println("正在读取数据...");
    } finally {
        rwLock.readLock().unlock();
    }
}
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注意:不能直接升级(先读再写),否则会导致死锁。

公平性与非公平模式

ReentrantReadWriteLock 构造时可指定是否使用公平策略:

  • 非公平模式(默认):允许插队,吞吐量高,但可能造成线程饥饿。
  • 公平模式:按请求顺序分配锁,更公平但性能略低。
// 公平模式
ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(true);
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基本上就这些。合理使用 ReentrantReadWriteLock 能显著提升读多写少场景下的并发效率,但要注意避免锁未释放、错误的锁升级等问题。理解其内部状态机制和使用限制,才能写出高效又安全的并发代码。

以上就是Java里如何使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁_ReentrantReadWriteLock操作解析的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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