Java的ReentrantReadWriteLock 类

在Java中，ReentrantReadWriteLock 类是 java.util.concurrent.locks 包中的一个工具，其提供的读写锁可以让多个线程同时访问一个资源，而保证在写操作的时候只有一个线程在进行操作。

代码示例

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class MyClass {
  private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
  private final Object data = new Object();

  public void readData() {
    rwl.readLock().lock();
    try {
      // 读取data对象
      System.out.println("Read data: " + data);
    } finally {
      rwl.readLock().unlock();
    }
  }

  public void writeData(Object newData) {
    rwl.writeLock().lock();
    try {
      // 更新data对象
      data = newData;
      System.out.println("Write data: " + data);
    } finally {
      rwl.writeLock().unlock();
    }
  }
}

读写锁的特点

• 可重入：同一个线程可以多次获取读锁或写锁，而不会被阻塞。
• 公平性：可以选择公平锁或非公平锁，默认是非公平锁。公平锁可以确保等待时间最长的线程优先获得锁；非公平锁可能会让等待时间较短的线程优先获得锁，从而可能导致某些线程长时间得不到执行。
• 支持多个读操作的同时进行，当写操作被执行时，所有的读操作将被阻塞，以实现数据的互斥访问。

实现原理

ReentrantReadWriteLock 的底层是基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）实现的，其中 AQS 通过利用一个 FIFO 的等待队列和“state”属性来实现线程的阻塞、唤醒和互斥访问。

当一个线程获取读锁时，它会将 state 减去一个 SHARED_UNIT（等于 1），如果减之后 state 值不小于 0，则成功获取读锁。当一个线程获取写锁时，它将 state 减去一个 EXCLUSIVE_UNIT（等于 65536），如果减之后 state 值等于 0，则成功获取写锁，否则会加入等待队列并被阻塞，直到当前持有锁的线程释放锁。

注意事项

• 当读写锁被使用时，应该尽可能地在写操作时获取写锁，而在读操作时获取读锁，以充分利用读写锁的并发性能。
• 由于 ReentrantReadWriteLock 的实现方式，当读写锁被频繁占用时会有一定的性能消耗，因此在并发度较高的情况下应该慎用该锁。