- 一、ReentrantReadWriteLock实现原理
- 1、概述
- 1)面试题2:为什么要使用读写锁?
- 2)面试题3:为什么读写锁中读锁和写锁采用一个变量来标识?
- 3)面试题4:读写锁如何保证写线程不饿死?
- 4)如何使用读写锁?
- 2、源码分析原理
- 1)面试题1:读写锁如何实现的(实现原理)?
- 2)成员变量/构造函数
- 1> 内部类Sync
- 1> 面试题5:为什么实例化Sync时要获取到state变量之后再setState()?
- 3> 面试题6:如何知道当前线程获取到了多少次读锁?
- 4> 面试题7:假如全程只有一个线程获取读锁,还有必要使用ThreadLocal维护线程拥有的读锁数量吗?
- 4> getReadHoldCount()
- 3)写锁
- 1> 写锁的获取 WriteLock#lock()
- 1.1> writerShouldBlock()
- 2> 写锁的释放 WriteLock#unlock()
- 4)读锁
- 1> 读锁的获取 ReadLock#lock()
- 1.1> fullTryAcquireShared()
- 1.2> readerShouldBlock()
- 2> 读锁的释放 ReadLock#unlock()
- 5)锁升级、锁降级
- 1>锁升级
- 2> **锁降级**:
- 3> 锁降级的作用?
独占锁:在独占锁模式下, 每次只能有一个线程能持有锁,ReentrantLock就是以独占方式实现的互斥锁。它是一种悲观保守的加锁策略,避免了读/读冲突,只允许一个线程读,其他线程就要等待。
缺点: 它限制了不必要的并发性,因为读 *** 作并不会影响数据的一致性。
共享锁:
是一种乐观锁,它放宽了加锁策略,允许多个线程同时访问共享资源。
我们一般认为锁都是独占锁。但有些时候不用加锁(比如多个线程同时读一个变量)。
- 本身读 *** 作是不用加锁的,但如果一个线程读的时候,其他线程在写,就会出现
误读
问题。所以为了避免误读问题,不允许读的时候同时进行写,所以要加锁。- 但是如果读 加
互斥锁
的话就很浪费并发性能,所以给读加共享锁
,使读读之间可以并发。
使用场景?
- 读并发多,写并发少的场景
因为如果拆分成两个,判断写锁和读锁会拆分两步、CAS设置写锁和读锁也是两步,无法保证加锁、获取锁的原子性 *** 作,会有线程安全问题。
3)面试题4:读写锁如何保证写线程不饿死?现在采用一个32位的int变量,
高16位表示读锁
、低
16位表示写锁
;由于只需要 *** 作一个变量,所以只需要一次CAS即可保证CAS设置写锁、读锁的原子性。
在获取读锁之前,会先判断当前有没有写线程在排队。针对公平锁和非公平锁实现方式略有差别;
4)如何使用读写锁?非公平锁中:
- 会判断AQS阻塞队列中等待的第一个线程是不是写线程。
公平锁中:
- 会判断AQS阻塞队列的前面有没有线程在排队。
ReentrantReadWriteLock(适用于多读一写)
ReadWriteLock lock = new ReetrantReadWriteLock();
读 *** 作lock.readLock().lock(); lock.readLock().unlock();
写 *** 作lock.writeLock().lock(); lock.writeLock().unlock();
如果写 *** 作不释放锁,别的 *** 作就没法进行。
2、源码分析原理ReentrantReadWriteLock本质上也是依赖于AQS同步框架实现的一个锁,所以有很多核心逻辑是依赖AQS实现的,关于AQS的源码分析见博文:https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/124308023
1)面试题1:读写锁如何实现的(实现原理)?ReentranReadWriteLock将锁分割为两把锁:读锁、写锁;用于读写互斥区中保护的变量。
-
ReentrantReadWriteLock的核心是由一个基于AQS的同步器Sync,和其扩展出的两把锁:ReadLock、WriteLock所组成;
-
Sync表示读锁还是写锁是从AQS中volatile关键字修饰的state变量看出的,state字段被分为高16位和低16位,高16位表示读锁个数,低16位表示写锁个数;
-
读写锁也有公平锁和非公平锁之分,主要针对写线程而言,代码中体现在
writerShouldBlock()
方法;- 非公平锁:直接返回FALSE,上来就直接去抢锁,不阻塞。
- 公平锁:调用AQS的
hasQueuedPredecessors()
方法判断AQS的阻塞队列里是否有其他线程在排队,如果有则返回TRUE,遵循FIFO规则阻塞写线程。
而读线程的公平非公平在于获取读锁时,防止写线程饥饿而阻塞读线程的时机,源码中体现在
readerShouldBlock()
方法;- 非公平锁:判断AQS阻塞队列的头结点的下一个节点是不是写线程,如果是,则返回TRUE,表示读线程需要阻塞。
- 公平锁:调用AQS的
hasQueuedPredecessors()
方法判断AQS的阻塞队列里是否有其他线程在排队,如果有则返回TRUE,表示读线程需要阻塞。
1> 在Sync实例化时:
有两个点比较有意思:
1> setState(getState()); --> 获取到state变量之后再setState()。
- 这样做是为了保证每个线程持有读锁数量readHolds的可见性。
- 首先获取当前state值,然后再将获取到的state值赋值给state;
- state变量是被
volatile
修饰的,对一个volatile变量的写 *** 作,会保证其前面对普通变量的写 *** 作对volatile写 *** 作而言是可见的。- 即:当第二个 *** 作是volatile写时,无论第一个 *** 作是什么,都不会发生指令重排序
2> 针对第一个获取读锁的线程,采用特殊方式保存其获取读锁的数量:
- state变量的高16位表示读锁的总重入个数,使用ThreadLocalHoldCounter类型的变量
readHolds
来记录每个线程获取到了多少次共享锁;- 然而ThreadLocal是占用内存的,如果全程只有一个线程获取读锁,是没有必要使用ThreadLocal的;
- 所以读写锁对 获取线程拥有的读锁数量做了一个优化,如果当前线程是在并发获取读锁时第一个获取到读锁的线程,会采用一个volatile关键字修饰的int类型变量
firstReaderHoldCount
专门记录当前线程拥有的读锁数量;firstReader记录持有锁的线程;
2> 写锁的获取(WriteLock#lock())
3> 写锁的释放(WriteLock#unlock())
4> 读锁的获取(ReadLock#lock())
5> 读锁的释放(ReadLock#unlock())
另外:读写锁适用于读多写少的场景:
- 读读可以并发,写锁与其他锁互斥;即:写写互斥、写读互斥、读读兼容。
源码中的应用?
- Consumer并发消费模式下,RocketMQ清理过期消息(ProcessQueue#cleanExpiredMsg())时使用读写锁。(博主对RocketMQ比较熟悉,不熟悉的不建议给自己挖坑)
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
// 用于获取读锁
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
}
readerLock和writerLock用于支撑ReadWriteLock接口的读锁和写锁方法。通过构造方法得知,读写锁对象的创建和使用均依赖于公平锁或非公平锁同步器Sync。
public class ReentrantReadWriteLock
implements ReadWriteLock, java.io.Serializable {
// 读锁对象
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readerLock;
// 写锁对象
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writerLock;
// 同步器
final Sync sync;
// 默认是非公平锁
public ReentrantReadWriteLock() {
this(false);
}
// 根据fair变量选择创建公平锁还是非公平锁。true表示公平锁
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
// 用同步器来创建读写锁对象
readerLock = new ReadLock(this);
writerLock = new WriteLock(this);
}
}
1> 内部类Sync
核心变量和构造器:
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// 锁的状态位被分为两个部分:高16位表示读锁的个数、低16位表示写锁的个数。
static final int SHARED_SHIFT = 16;
// 用于对高16位 *** 作: +1、-1
static final int SHARED_UNIT = (1 << SHARED_SHIFT);
// 最大读锁量
static final int MAX_COUNT = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
// 用于获取低16位的值
static final int EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
// 获取高16位,即读锁的数量
static int sharedCount(int c) { return c >>> SHARED_SHIFT; }
// 获取低16位,即写锁的数量
static int exclusiveCount(int c) { return c & EXCLUSIVE_MASK; }
// 高16位为所有读锁拥有,如果我想获取每个线程对于读锁重入的次数,怎么做?
// 1)采用ThreadLocal来进行统计,每个线程自己统计自己的。
static final class HoldCounter {
int count = 0;
// Use id, not reference, to avoid garbage retention
final long tid = getThreadId(Thread.currentThread());
}
// 继承自ThreadLocal,重写了其中的initialValue()方法,该方法将在线程第一次获取该变量时 初始化HoldCounter计数器。
static final class ThreadLocalHoldCounter
extends ThreadLocal<HoldCounter> {
public HoldCounter initialValue() {
return new HoldCounter();
}
}
// 创建ThreadLocal对象
private transient ThreadLocalHoldCounter readHolds;
// 缓存最后一个线程获取的读锁数量
private transient HoldCounter cachedHoldCounter;
// 获取读锁的第一个线程
private transient Thread firstReader = null;
// 保存读锁的第一个线程 获取到的读锁数量
private transient int firstReaderHoldCount;
Sync() {
// 初始化ThreadLocalHoldCounter() ThreadLocal对象
readHolds = new ThreadLocalHoldCounter();
// 可见性保证,使用state变量的volatile语义
setState(getState());
}
// 读锁是否应该阻塞
abstract boolean readerShouldBlock();
// 写锁是否应该阻塞
abstract boolean writerShouldBlock();
}
1> 面试题5:为什么实例化Sync时要获取到state变量之后再setState()?
3> 面试题6:如何知道当前线程获取到了多少次读锁?保证每个线程持有读锁数量readHolds的可见性。
首先获取当前state值,然后再将获取到的state值赋值给state;
state变量是被volatile修饰的,对一个volatile变量的写 *** 作,会保证其前面普通变量的写 *** 作对volatile写 *** 作的可见性。
state变量的高16位表示读锁的总重入个数,使用ThreadLocalHoldCounter类型的变量
readHolds
来记录每个线程获取到了多少次共享锁;
- ReentrantReadWriteLock的内部类
ThreadLocalHoldCounter
继承自ThreadLocal,确保初始化
的时候就创建ThreadLocal
而不是每次用的时候才创建;我们可以通过
getReadHoldCount()
方法获取当前线程拥有的读锁个数。
此外:写锁是不需要ThreadLocal的,因为能获取到写锁的只有一个线程;直接取低16位即可。
4> 面试题7:假如全程只有一个线程获取读锁,还有必要使用ThreadLocal维护线程拥有的读锁数量吗?ThreadLocal是占用内存的,如果全程只有一个线程获取读锁,是没有必要使用ThreadLocal的;所以读写锁对 获取线程拥有的读锁数量做了一个优化,如果当前线程是在并发获取读锁时第一个获取到读锁的线程,会采用一个volatile关键字修饰的int类型变量firstReaderHoldCount
专门记录当前线程拥有的读锁数量;firstReader记录持有锁的线程;
private transient Thread firstReader = null;
private transient int firstReaderHoldCount;
4> getReadHoldCount()
final int getReadHoldCount() {
if (getReadLockCount() == 0)
return 0;
Thread current = Thread.currentThread();
if (firstReader == current)
return firstReaderHoldCount;
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
if (rh != null && rh.tid == getThreadId(current))
return rh.count;
int count = readHolds.get().count;
if (count == 0) readHolds.remove();
return count;
}
3)写锁
1> 写锁的获取 WriteLock#lock()
直接通过内部组合的AQS的子类Sync,进入到AQS获取锁的模板方法acquire()
;
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
AQS的acquire()方法:
public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
ReentrantReadWriteLock的内部类Sync实现了tryAcquire()方法,自定义获取锁的逻辑,用来判断锁是否可以获取成功;主要逻辑如下:
- 如果有线程获取到了读锁、或者当前线程不是持有互斥锁的线程,则获取写锁失败。
- 如果当前线程已经获取到了写锁,则进行锁重入 *** 作。
- 如果当前锁的数量为0,即AQS的state变量为0,那么当前线程可以尝试获取写锁,不过要进一步通过
writerShouldBlock()
方法判断当前写线程是否应该阻塞;- 不阻塞的话,获取到写锁,并且修改锁的状态,设置独占线程为当前线程。
protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
// 获取当前线程
Thread current = Thread.currentThread();
// 获取当前锁状态和互斥锁的数量
int c = getState();
int w = exclusiveCount(c);
// 线程获取到了锁(读锁或写锁)
if (c != 0) {
// 有其他线程获取到了读锁 或 当前线程不是持有互斥锁的线程
if (w == 0 // 有线程获取到了读锁
|| current != getExclusiveOwnerThread()) // 其他线程持有写锁
// 加写锁失败
return false;
// 写锁重入,低16位直接加
if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
// Reentrant acquire
setState(c + acquires);
return true;
}
// 既没有写锁也没有读锁
if (writerShouldBlock() || // 由子类判断当前线程是否应该获取写锁
!compareAndSetState(c, c + acquires)) // 通过CAS抢写锁
return false;
// 当前线程抢写锁成功
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
1.1> writerShouldBlock()
在Sync#tryAcquire()方法中,最后会调用writerShouldBlock()
方法判断当前线程是否可以获取到写锁;而Sync#writerShouldBlock()方法是一个抽象方法;
abstract boolean writerShouldBlock();
具体的实现在Sync的子类NonFairSync和FairSync中,因此有公平锁和非公平锁之分;
2> 写锁的释放 WriteLock#unlock()
非公平锁,直接返回FALSE,表示线程可以直接去获取写锁;
final boolean writerShouldBlock() { return false; // writers can always barge }
公平锁,调用AQS的
hasQueuedPredecessors()
方法判断AQS的阻塞队列里是否有写线程在排队,如果有返回则TRUE。final boolean writerShouldBlock() { return hasQueuedPredecessors(); }
直接通过内部组合的AQS的子类Sync,进入到AQS获取锁的模板方法release()
;
public void unlock() {
sync.release(1);
}
AQS的release()方法:
public final boolean release(int arg) {
if (tryRelease(arg)) {
Node h = head;
if (h != null && h.waitStatus != 0)
unparkSuccessor(h);
return true;
}
return false;
}
ReentrantReadWriteLock的内部类Sync实现了tryRelease()方法,自定义释放锁的逻辑,用来判断锁是否可以释放成功;主要逻辑如下:
- 首先如果当前线程没有获取到写锁但想释放,则会直接抛出异常。
- 否则更改状态(自减),因为是可重入锁,所以当锁的数量减少到0时,修改状态setState(0)。
protected final boolean tryRelease(int releases) {
// 没有获取到写锁的线程,无法释放写锁
if (!isHeldExclusively())
throw new IllegalMonitorStateException();
int nextc = getState() - releases;
// 释放写锁之后,判断写锁状态是否为0(锁重入)
boolean free = exclusiveCount(nextc) == 0;
// 如果下一个状态值为0,表明当前线程完全释放了锁。
if (free)
// 将当前线程对象从OwnerThread中移除
setExclusiveOwnerThread(null);
// 全局设置state变量。
setState(nextc);
// 如果返回为true,由AQS完成后面线程的唤醒。
return free;
}
4)读锁
1> 读锁的获取 ReadLock#lock()
直接通过内部组合的AQS的子类Sync,进入到AQS获取锁的模板方法acquireShared()
;
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
AQS的acquireShared()方法:
public final void acquireShared(int arg) {
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireShared(arg);
}
ReentrantReadWriteLock的内部类Sync实现了tryAcquireShared()方法,自定义获取锁的逻辑,用来判断锁是否可以获取成功;主要逻辑如下:
直接通过AQS的模板方法
acquireShared()
方法实现,Sync类实现了AQS的tryAcquireShared()方法,自定义获取锁的逻辑,用来判断读锁是否可以获取成功:
因为读写需要互斥,所以如果
存在写锁
并且持有写锁的线程不是当前线程
,则当前线程获取读锁失败
去排队。另外在读并发高的情况下,为了防止写锁饿死;
- 在
非公平锁
模式下,会判断AQS阻塞队列中的第一个线程是不是写线程
;如果是,读锁就要继续等待,fullTryAcquireShared()
方法做无限自旋尝试读锁 *** 作,因为写锁的优先级比较高
。- 公平锁模式下就先判断AQS阻塞队列中是非有写线程,有的话读锁就要继续等待,进入
fullTryAcquireShared()
方法做无限自旋尝试读锁 *** 作。接着使用CAS获取读锁,实际上就是将state变量的高16位自增。
获取读锁成功后在
ThreadLocal
中记录当前线程获取到的读锁次数。而ThreadLocal是占用内存,出于内存占用优化的一个考量,当前线程是在并发获取读锁时第一个获取到读锁的线程,会采用一个volatile关键字修饰的int类型变量firstReaderHoldCount专门记录当前线程拥有的读锁数量;firstReader记录持有锁的线程;
- 另外维护读锁信息时,它会采用头尾指针的思想,除了维护第一个获取到读锁的线程和读锁信息,还会使用cachedHoldCounter变量维护最后一个获取到读锁的线程的读锁信息。
最后,JUC的作者有一个编程习惯,处于性能考虑,他喜欢将一些动作前置,如果不成功再进入无限自循环逻辑。像这里的会先在
acquireShared()
方法中尝试获取读锁,如果获取读锁失败再进入fullTryAcquireShared()
方法无限自循环尝试获取读锁。
protected final int tryAcquireShared(int unused) {
Thread current = Thread.currentThread();
// 获取锁的状态
int c = getState();
if (exclusiveCount(c) != 0 && // 有线程持有写锁
getExclusiveOwnerThread() != current) // 持有写锁的线程不是当前线程
// 告诉AQS获取共享锁失败
return -1;
// 获取读锁的持有数量
int r = sharedCount(c);
if (!readerShouldBlock() && // 让子类判定读锁应不应该被阻塞,防止写锁饥饿
r < MAX_COUNT && // 判断读锁是否发生溢出
compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) { // CAS增加state的高16位的读锁持有数
// 增加高16位之前的计数为0,表示当前线程是第一个获取读锁的线程、且第一次获取。
if (r == 0) {
// 注意:这里持有两个变量来优化ThreadLocal
//设置读锁的第一个拥有者为当前线程
firstReader = current;
// 设置当前线程拥有读锁数量为1
firstReaderHoldCount = 1;
// 当前线程已经获取到的读锁
} else if (firstReader == current) {
// 读锁重入,直接++
firstReaderHoldCount++;
} else {
// 当前线程不是第一个读线程,则将其获取读锁的次数保存在ThreadLocal中。
// 看返回的是不是最后一个线程,
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
// 不是最后一个就初始化一个ThreadLocal变量
cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
}
return 1;
}
// 上面的代码是对这一步的优化;这里才是真正获取读锁的地方。
return fullTryAcquireShared(current);
}
JUC的作者道格.李写代码有一个习惯:会把一些常见的场景前置,保证性能;这可以看做是代码的一种优化。
1.1> fullTryAcquireShared()在这里的表现为:把fullTryAcquireShared()
方法中尝试获取锁的逻辑先提前到Sync#tryAcquireShared()方法中;
// 真正获取读锁的地方
final int fullTryAcquireShared(Thread current) {
// 用来保存当前线程获取的读锁数量
HoldCounter rh = null;
for (;;) {
int c = getState();
// 当前已经有线程获取到了写锁 且 当前获取写锁的线程不是当前线程。
if (exclusiveCount(c) != 0) {
if (getExclusiveOwnerThread() != current)
return -1;
// 道格.李的代码中会把For循环里的一些条件挪到前面,进行前置优化。
// 子类中判断 需要阻塞读锁的情况
} else if (readerShouldBlock()) {
// 如果当前线程是第一个获取到读锁的线程
if (firstReader == current) {
// assert firstReaderHoldCount > 0;
} else {
// 当前线程不是第一个获取到读锁的线程,则移除ThreadLocal中的读锁信息
if (rh == null) {
// 获取当前线程记录读锁重入次数的HoldCounter对象
rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current)) {
rh = readHolds.get();
if (rh.count == 0)
readHolds.remove();
}
}
// 当前读锁重入次数为0时,表明没有获取到读锁,此时返回-1,阻塞当前线程
if (rh.count == 0)
return -1;
}
}
// 读锁个数达到上限
if (sharedCount(c) == MAX_COUNT)
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
// 此处和前面的代码一样,就是对读锁个数执行+1 *** 作
if (compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
if (sharedCount(c) == 0) {
firstReader = current;
firstReaderHoldCount = 1;
} else if (firstReader == current) {
firstReaderHoldCount++;
} else {
if (rh == null)
rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
rh = readHolds.get();
else if (rh.count == 0)
readHolds.set(rh);
rh.count++;
cachedHoldCounter = rh; // cache for release
}
return 1;
}
}
}
1.2> readerShouldBlock()
在Sync#tryAcquireShared()方法中,会调用readerShouldBlock()
方法判断当前线程获取读锁应不应该被阻塞,进而防止写锁饥饿;而Sync#readerShouldBlock()方法是一个抽象方法;
abstract boolean readerShouldBlock();
具体的实现在Sync的子类NonFairSync和FairSync中,因此有公平锁和非公平锁之分;
2> 读锁的释放 ReadLock#unlock()
非公平锁,判断AQS阻塞队列的头结点的下一个节点是不是写线程,如果是,则返回TRUE,表示获取读锁需要阻塞;
final boolean readerShouldBlock() { return apparentlyFirstQueuedIsExclusive(); }
AQS#apparentlyFirstQueuedIsExclusive():
final boolean apparentlyFirstQueuedIsExclusive() { Node h, s; return (h = head) != null && (s = h.next) != null && !s.isShared() && s.thread != null; }
公平锁,调用AQS的
hasQueuedPredecessors()
方法判断AQS的阻塞队列里是否有其他线程在排队,如果有返回则TRUE。final boolean readerShouldBlock() { return hasQueuedPredecessors(); }
直接通过内部组合的AQS的子类Sync,进入到AQS获取锁的模板方法releaseShared()
;
public void unlock() {
sync.releaseShared(1);
}
AQS的releaseShared()方法:
public final boolean releaseShared(int arg) {
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
ReentrantReadWriteLock的内部类Sync实现了tryReleaseShared()方法,自定义释放锁的逻辑,用来判断锁是否可以释放成功;主要逻辑如下:
- 从ThreadLocal中自减当前线程持有的读锁数量,如果减完读锁个数为0,remove掉ThreadLocal中保存的读锁信息;
- 如果是第一个获取读锁的线程,则只针对
firstReaderHoldCount
变量和firstReader
变量做自减和置空 *** 作;- 然后CAS修改state变量高16位(读锁个数),做自减1 *** 作;
- 如果当前线程不再持有锁,唤醒AQS阻塞队列中的写线程。
protected final boolean tryReleaseShared(int unused) {
// 获取当前线程
Thread current = Thread.currentThread();
// 如果当前线程是第一个获取到读锁的线程
if (firstReader == current) {
// 只获取到了一次读锁,代表可以直接释放读锁
if (firstReaderHoldCount == 1)
// 将firstReader设置为null
firstReader = null;
else
// 重入锁数 --
firstReaderHoldCount--;
} else {
// 判断当前线程是不是最后一个获取到读锁的线程
HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
// 如果不是,则获取当前线程持有的读锁个数
rh = readHolds.get();
int count = rh.count;
if (count <= 1) {
// 锁个数等于1,代表当前线程已经释放完读锁,则不再需要ThreadLocal中持有的HoldCounter对象
readHolds.remove();
// 如果读锁个数小于1,锁状态非法,抛出异常
if (count <= 0)
throw unmatchedUnlockException();
}
// 重入锁个数-1
--rh.count;
}
// 自旋尝试CAS对高16位(读锁) -1
for (;;) {
int c = getState();
int nextc = c - SHARED_UNIT;
if (compareAndSetState(c, nextc))
// 如果当前线程不再持有锁,获选AQS队列中阻塞的写线程
return nextc == 0;
}
}
5)锁升级、锁降级
1>锁升级
读的时候写,即线程获取到了读锁,它又想获取写锁;
有两种情况:
- 先释放读锁,再获取写锁(排队);
- 不释放持有的读锁,直接获取写锁(非法状态)。
2> 锁降级:但是
java不支持读的时候写
(锁升级)–>在读锁释放之前,加写锁,再释放读锁。因为会出现数据不一致的问题。
写的时候读,将锁降级为读锁;
有两种情况:
- 先释放写锁,后获取读锁(可能会排队);
- 不释放持有的写锁,直接获取读锁,然后再释放写锁。
lock.writeLock().lock(); lock.readLock().lock(); lock.writeLock().unlock(); lock.readLock().unlock();
锁降级的前提:读优先于写,并且所有线程都希望对数据变化敏感。
3> 锁降级的作用?-
保证数据的可见性,在一边读一边写的情况下提高性能。
-
如果当前线程不获取读锁而直接释放写锁,假设此刻另一个线程T获取了写锁并修改了数据,阻塞了读锁的获取,那么获取读锁的线程获取到的数据有可能是不对的,因为写线程T又对数据做了更新 *** 作。
-
如果这个线程获取了读锁,由于他遵循锁降级的步骤,线程T会被阻塞,直到当前线程使用数据并释放读锁之后,线程T才能获取写锁进行数据的更新。
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