多线程中的读写锁

在多线程并发的情况下，读线程不会发生冲突，但是多线程同时写的情况下容易发生并发冲突，为了解决这个问题，java中提供了一个读写锁的类。

读写锁：分为读锁和写锁，多个读锁不互斥，读锁与写锁互斥，这是由jvm自己控制的，你只要上好相应的锁即可。如果你的代码只读数据，可以很多人同时读，但不能同时写，那就上读锁；如果你的代码修改数据，只能有一个人在写，且不能同时读取，那就上写锁。总之，读的时候上读锁，写的时候上写锁！

ReentrantReadWriteLock会使用两把锁来解决问题，一个读锁，一个写锁。

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

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

到ReentrantReadWriteLock，首先要做的是与ReentrantLock划清界限。它和后者都是单独的实现，彼此之间没有继承或实现的关系。然后就是总结这个锁机制的特性了：

(a).重入方面其内部的WriteLock可以获取ReadLock，因为写数据的时候，只有一个线程持有这把锁，其他线程不能读不能写，而该线程去访问数据，不会造成并发问题，所以写锁中可以获取读锁。但是反过来ReadLock想要获得WriteLock则永远都不要想，因为ReadLock允许多个线程同时访问数据，如果让这个线程在读锁中去写数据，那么就会出现并发问题，所以读锁中不允许获取写锁。

(b).WriteLock可以降级为ReadLock，顺序是：先获得WriteLock再获得ReadLock，然后释放WriteLock，这时候线程将保持Readlock的持有。反过来ReadLock想要升级为WriteLock则不可能，为什么？参看例子(1).

(c).ReadLock可以被多个线程持有并且在作用时排斥任何的WriteLock，而WriteLock则是完全的互斥。这一特性最为重要，因为对于高读取频率而相对较低写入的数据结构，使用此类锁同步机制则可以提高并发量。

(d).不管是ReadLock还是WriteLock都支持Interrupt，语义与ReentrantLock一致。

(e).WriteLock支持Condition并且与ReentrantLock语义一致，而ReadLock则不能使用Condition，否则抛出UnsupportedOperationException异常。

例子(1)

package com.thread;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockTest {
public static void main(String[] args) {
final Queue3 q3 = new Queue3();
//开启三个读线程
for(int i=0;i<3;i++)
{
new Thread(){
public void run(){
while(true){
q3.get();
}
}

}.start();
}
//开启三个写线程
for(int i=0;i<3;i++)
{
new Thread(){
public void run(){
while(true){
q3.put(new Random().nextInt(10000));
}
}

}.start();
}
}
}

class Queue3{
private Object data = null;//共享数据，只能有一个线程能写该数据，但可以有多个线程同时读该数据。
private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
public void get(){
rwl.readLock().lock();//上读锁，其他线程只能读不能写
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to read data!");
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "have read data :" + data);

}finaly{
rwl.readLock().unlock(); //释放读锁，最好放在finnaly里面
}
}

public void put(Object data){

rwl.writeLock().lock();//上写锁，不允许其他线程读也不允许写

try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " be ready to write data!");
try {
Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
this.data = data;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " have write data: " + data);
}finally{
rwl.writeLock().unlock();//释放写锁
}
}

写到这有人可能会想这样一个问题，读锁允许多个线程同时访问，与不加锁的效果是一样的，能不能选择不加锁？

我的答案：不能，这个读锁必须要加。比如在我们的项目中，读数据的时候，从缓存中获取不到数据，这个时候需要从数库据中查数据，将查到的数据重新写入到缓存中，不加读锁的话，多个线程同时去访问数据，发现没有数据，同时去缓存中去查找数据，那么不可避免的会出现并发问题。但是在我们加上读锁以后，多个线程同时来读数据，发现数据库中没有数据，就把读锁释放，加上写锁，此时只让一个线程从数据库中查数据写到数据库中，就避免了线程并发的问题。

java提供给我们的缓存中的读锁模板：



代码如下：

package com.zhangyike.readAndWriteLock;

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLock {

public static void main(String[] args) {

final Queue3 queue3 = new Queue3();

//读线程

for (int i = 0; i < 3; i++) {

new Thread(new Runnable(){

@Override
public void run() {
queue3.get();

}

}).start();
}

//写线程
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(new Runnable(){

@Override
public void run() {
queue3.set(new Random().nextInt(10000));

}

}).start();
}
}

}

class Queue3{

private volatile Object date;//共享数据

private ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

//读数据
public void get(){
lock.readLock().lock();
//set(1);//读锁中不能获取写锁，这样会造成死锁。因为读锁可以让多个线程同时访问数据，但是在这加入一个写锁，就会出现线程的并发了，所以读中不能出现写锁。
//用try-final包围，就是要释放锁。
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",在读数据");
if (date == null) {
lock.readLock().unlock();//释放读锁
lock.writeLock().lock();//加上写锁,别的线程不能进来
/*
* 为什么要加这个判断呢？当三个线程都进来了，一个线程会先获取到写的锁，
* 其他线程会等在外面，当获得写锁的线程写入数据完成后，释放写锁，加上读锁时，等待外面的线程会继续获取到写锁，
* 此时不能让他再为数据赋值了，否则会出现并发问题。再次检查下这个数据是否为null,是null，则继续赋值，不是，直接释放写锁，加上读锁。
*/
if (date == null) {
this.date = 1000;

}

lock.writeLock().unlock();
lock.readLock().lock();//加读锁的时候写锁不能进去，但是此时写锁已经在里面了，可以加上
}
}finally{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",读完数据---" + this.date);
lock.readLock().unlock();
}
}

//写数据
public void set(Object date){
lock.writeLock().lock();
System.out.println("---------------------------");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-------------写数据之前！");
//在写锁的内部调用读的方法，让他获取读锁。
System.out.println("写中调用读锁！");
get();//get()中有读的锁，执行正确，说明写锁中可以获取读锁。
System.out.println("写中调用读锁完成！");
try{
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",写前数据： " + this.date + ",写入数据：" + date);
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",写前数据："+this.date + ",写数据完成： " + date);
this.date = date;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",写数据完成： " + date +"...........");

System.out.println("---------------------------");
}finally{
lock.writeLock().unlock();
}
}

}