Java中的鎖分類與使用
1. Java鎖的種類
在筆者面試過程時，經常會被問到各種各樣的鎖，如樂觀鎖、讀寫鎖等等，非常繁多，在此做一個總結。介紹的內容如下：
- 樂觀鎖/悲觀鎖
- 獨享鎖/共享鎖
- 互斥鎖/讀寫鎖
- 可重入鎖
- 公平鎖/非公平鎖
- 分段鎖
- 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
- 自旋鎖
以上是一些鎖的名詞，這些分類並不是全是指鎖的狀態，有的指鎖的特性，有的指鎖的設計，下面總結的內容是對每個鎖的名詞進行一定的解釋。
1.1 樂觀鎖/悲觀鎖
樂觀鎖與悲觀鎖並不是特指某兩種型別的鎖，是人們定義出來的概念或思想，主要是指看待併發同步的角度。
樂觀鎖：顧名思義，就是很樂觀，每次去拿資料的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料，可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用於多讀的應用型別，這樣可以提高吞吐量，在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變數類就是使用了樂觀鎖的一種實現方式CAS(Compare and Swap 比較並交換)實現的。
悲觀鎖：總是假設最壞的情況，每次去拿資料的時候都認為別人會修改，所以每次在拿資料的時候都會上鎖，這樣別人想拿這個資料就會阻塞直到它拿到鎖。比如Java裡面的同步原語synchronized關鍵字的實現就是悲觀鎖。
悲觀鎖適合寫操作非常多的場景，樂觀鎖適合讀操作非常多的場景，不加鎖會帶來大量的效能提升。
悲觀鎖在Java中的使用，就是利用各種鎖。
樂觀鎖在Java中的使用，是無鎖程式設計，常常採用的是CAS演算法，典型的例子就是原子類，通過CAS自旋實現原子操作的更新。
1.1.1 樂觀鎖
樂觀鎖總是認為不存在併發問題，每次去取資料的時候，總認為不會有其他執行緒對資料進行修改，因此不會上鎖。但是在更新時會判斷其他執行緒在這之前有沒有對資料進行修改，一般會使用“資料版本機制”或“CAS操作”來實現。
（1） 資料版本機制
實現資料版本一般有兩種，第一種是使用版本號，第二種是使用時間戳。以版本號方式為例。
版本號方式：一般是在資料表中加上一個資料版本號version欄位，表示資料被修改的次數，當資料被修改時，version值會加一。當執行緒A要更新資料值時，在讀取資料的同時也會讀取version值，在提交更新時，若剛才讀取到的version值為當前資料庫中的version值相等時才更新，否則重試更新操作，直到更新成功。
核心SQL程式碼：
1 update table set xxx=#{xxx}, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};（2） CAS操作
CAS（Compare and Swap 比較並交換），當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時，只有其中一個執行緒能更新變數的值，而其它執行緒都失敗，失敗的執行緒並不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，並可以再次嘗試。
CAS操作中包含三個運算元——需要讀寫的記憶體位置(V)、進行比較的預期原值(A)和擬寫入的新值(B)。如果記憶體位置V的值與預期原值A相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新為新值B，否則處理器不做任何操作。
1.2 悲觀鎖
悲觀鎖認為對於同一個資料的併發操作，一定會發生修改的，哪怕沒有修改，也會認為修改。因此對於同一份資料的併發操作，悲觀鎖採取加鎖的形式。悲觀的認為，不加鎖併發操作一定會出問題。
在對任意記錄進行修改前，先嚐試為該記錄加上排他鎖（exclusive locking）。
如果加鎖失敗，說明該記錄正在被修改，那麼當前查詢可能要等待或者丟擲異常。具體響應方式由開發者根據實際需要決定。
如果成功加鎖，那麼就可以對記錄做修改，事務完成後就會解鎖了。
期間如果有其他對該記錄做修改或加排他鎖的操作，都會等待我們解鎖或直接丟擲異常。
1.2 獨享鎖/共享鎖
獨享鎖是指該鎖一次只能被一個執行緒所持有。
共享鎖是指該鎖可被多個執行緒所持有。
對於Java ReentrantLock而言，其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock，其讀鎖是共享鎖，其寫鎖是獨享鎖。
讀鎖的共享鎖可保證併發讀是非常高效的，讀寫，寫讀，寫寫的過程是互斥的。
獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的，通過實現不同的方法，來實現獨享或者共享。
對於Synchronized而言，當然是獨享鎖。
1.3 互斥鎖/讀寫鎖
上面講的獨享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法，互斥鎖/讀寫鎖就是具體的實現。
互斥鎖在Java中的具體實現就是ReentrantLock。
讀寫鎖在Java中的具體實現就是ReadWriteLock。
1.4 可重入鎖
可重入鎖又名遞迴鎖，是指在同一個執行緒在外層方法獲取鎖的時候，在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象，下面會有一個程式碼的示例。
對於Java ReetrantLock而言，從名字就可以看出是一個重入鎖，其名字是Re entrant Lock 重新進入鎖。
對於Synchronized而言，也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。
1 synchronized void setA() throws Exception{
2 Thread.sleep(1000);
3 setB();
4 }
5
6 synchronized void setB() throws Exception{
7 Thread.sleep(1000);
8 }
上面的程式碼就是一個可重入鎖的一個特點。如果不是可重入鎖的話，setB可能不會被當前執行緒執行，可能造成死鎖。
1.5 公平鎖/非公平鎖
公平鎖是指多個執行緒按照申請鎖的順序來獲取鎖。
非公平鎖是指多個執行緒獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序，有可能後申請的執行緒比先申請的執行緒優先獲取鎖。有可能，會造成優先順序反轉或者飢餓現象。
對於Java ReetrantLock而言，通過建構函式指定該鎖是否是公平鎖，預設是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。
對於Synchronized而言，也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現執行緒排程，所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。
1.6 分段鎖
分段鎖其實是一種鎖的設計，並不是具體的一種鎖，對於ConcurrentHashMap而言，其併發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的併發操作。
我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment，它即類似於HashMap（JDK7和JDK8中HashMap的實現）的結構，即內部擁有一個Entry陣列，陣列中的每個元素又是一個連結串列；同時又是一個ReentrantLock（Segment繼承了ReentrantLock）。
當需要put元素的時候，並不是對整個hashmap進行加鎖，而是先通過hashcode來知道他要放在哪一個分段中，然後對這個分段進行加鎖，所以當多執行緒put的時候，只要不是放在一個分段中，就實現了真正的並行的插入。
但是，在統計size的時候，可就是獲取hashmap全域性資訊的時候，就需要獲取所有的分段鎖才能統計。
分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度，當操作不需要更新整個陣列的時候，就僅僅針對陣列中的一項進行加鎖操作。
1.7 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
這三種鎖是指鎖的狀態，並且是針對Synchronized。在Java 5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過物件監視器在物件頭中的欄位來表明的。
偏向鎖是指一段同步程式碼一直被一個執行緒所訪問，那麼該執行緒會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。
輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候，被另一個執行緒所訪問，偏向鎖就會升級為輕量級鎖，其他執行緒會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，提高效能。
重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候，另一個執行緒雖然是自旋，但自旋不會一直持續下去，當自旋一定次數的時候，還沒有獲取到鎖，就會進入阻塞，該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓他申請的執行緒進入阻塞，效能降低。
1.8 自旋鎖
在Java中，自旋鎖是指嘗試獲取鎖的執行緒不會立即阻塞，而是採用迴圈的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減少執行緒上下文切換的消耗，缺點是迴圈會消耗CPU。
2.鎖的使用
2.1 預備知識
2.1.1 AQS
AbstractQueuedSynchronized 抽象佇列式的同步器，AQS定義了一套多執行緒訪問共享資源的同步器框架，許多同步類實現都依賴於它，如常用的ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch…
AQS維護了一個volatile int state(代表共享資源)和一個FIFO執行緒等待佇列（多執行緒爭用資源被阻塞時會進入此佇列）。
state的訪問方式有三種：
1 getState() 2 setState() 3 compareAndSetState()
AQS定義兩種資源共享方式：Exclusive（獨佔，只有一個執行緒能執行，如ReentrantLock）和Share（共享，多個執行緒可同時執行，如Semaphore/CountDownLatch）。
不同的自定義同步器爭用共享資源的方式也不同。自定義同步器在實現時只需要實現共享資源state的獲取與釋放方式即可，至於具體執行緒等待佇列的維護（如獲取資源失敗入隊/喚醒出隊等），AQS已經在頂層實現好了。自定義同步器實現時主要實現以下幾種方法：
1 isHeldExclusively():該執行緒是否正在獨佔資源。只有用到condition才需要去實現它。 2 tryAquire(int):獨佔方式。嘗試獲取資源，成功則返回true，失敗則返回false。 3 tryRelease(int):獨佔方式。嘗試釋放資源，成功則返回true，失敗則返回false。 4 tryAcquireShared(int):共享方式。嘗試獲取資源。負數表示失敗；0表示成功，但沒有剩餘可用資源；正數表示成功，且有剩餘資源。 5 tryReleaseShared(int):共享方式。嘗試釋放資源，如果釋放後允許喚醒後續等待結點返回true，否則返回false。
以ReentrantLock為例，state初始化為0，表示未鎖定狀態。A執行緒lock()時，會呼叫tryAcquire()獨佔該鎖並將state+1。此後，其他執行緒再tryAcquire()時就會失敗，直到A執行緒unlock()到state=0（即釋放鎖）為止，其他執行緒才有機會獲取該鎖。當然，釋放鎖之前，A執行緒自己是可以重複獲取此鎖的（state會累加），這就是可重入的概念。但要注意，獲取多少次就要釋放多少次，這樣才能保證state是能回到零態的。
再以CountDownLatch為例，任務分為N個子執行緒去執行，state為初始化為N（注意N要與執行緒個數一致）。這N個子執行緒是並行執行的，每個子執行緒執行完後countDown()一次，state會CAS減1。等到所有子執行緒都執行完後（即state=0），會unpark()主呼叫執行緒，然後主呼叫執行緒就會await()函式返回，繼續後餘動作。
一般來說，自定義同步器要麼是獨佔方法，要麼是共享方式，他們也只需實現tryAcquire-tryRelease、tryAcquireShared-tryReleaseShared中的一種即可。但AQS也支援自定義同步器同時實現獨佔和共享兩種方式，如ReentrantReadWriteLock。
2.1.2 CAS
CAS（Compare and Swap 比較並交換）是樂觀鎖技術，當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時，只有其中一個執行緒能更新變數的值，而其他執行緒都失敗，失敗的執行緒並不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，並可以再次嘗試。
CAS操作中包含三個運算元——需要讀寫的記憶體位置（V）、進行比較的預期原值（A）和擬寫入的新值（B）。如果記憶體位置V的值與預期原值A相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新為新值B，否則處理器不做任何操作。無論哪種情況，它都會在CAS指令之前返回該位置的值（在CAS的一些特殊情況下將僅返回CAS是否成功，而不提取當前值）。CAS有效地說明了“我認為位置V應該包含值A；如果包含該值，則將B放到這個位置；否則，不要更改該位置，只告訴我這個位置現在的值即可”。這其實和樂觀鎖的衝突檢查+資料更新的原理是一樣的。
JAVA對CAS的支援：
在JDK1.5中新增java.util.concurrent包就是建立在CAS之上的。相對於synchronized這種阻塞演算法，CAS是非阻塞演算法的一種常見實現。所以java.util.concurrent包中的AtomicInteger為例，看一下在不使用鎖的情況下是如何保證執行緒安全的。主要理解getAndIncrement方法，該方法的作用相當於++i操作。
1 public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable{
2 private volatile int value;
3 public final int get(){
4 return value;
5 }
6
7 public final int getAndIncrement(){
8 for (;;){
9 int current = get();
10 int next = current + 1;
11 if (compareAndSet(current, next))
12 return current;
13 }
14 }
15
16 public final boolean compareAndSet(int expect, int update){
17 return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
18 }
19 }
2.2 實戰
2.2.1 synchronized
synchronized可重入鎖驗證
1 public class MyLockTest implements Runnable {
2 public synchronized void get() {
3 System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
4 //reentrantLock.lock();
5 System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
6 set();
7 //reentrantLock.unlock();
8 System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
9 }
10
11 public synchronized void set() {
12 //reentrantLock.lock();
13 System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14 //reentrantLock.unlock();
15 }
16
17 @Override
18 public void run() {
19 System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
20 get();
21 }
22
23 public static void main(String[] args) {
24 MyLockTest test = new MyLockTest();
25 for (int i = 0; i < 10; i++) {
26 new Thread(test, "thread-" + i).start();
27 }
28 }
29
30 }
執行結果
1 1 run thread name-->thread-0 2 2 enter thread name-->thread-0 3 3 get thread name-->thread-0 4 1 run thread name-->thread-1 5 1 run thread name-->thread-2 6 4 set thread name-->thread-0 7 5 leave run thread name-->thread-0 8 1 run thread name-->thread-3 9 2 enter thread name-->thread-2 10 3 get thread name-->thread-2 11 4 set thread name-->thread-2 12 5 leave run thread name-->thread-2 13 2 enter thread name-->thread-1 14 3 get thread name-->thread-1 15 4 set thread name-->thread-1 16 5 leave run thread name-->thread-1 17 2 enter thread name-->thread-3 18 3 get thread name-->thread-3 19 4 set thread name-->thread-3 20 5 leave run thread name-->thread-3 21 1 run thread name-->thread-5 22 2 enter thread name-->thread-5 23 3 get thread name-->thread-5 24 4 set thread name-->thread-5 25 5 leave run thread name-->thread-5 26 1 run thread name-->thread-7 27 1 run thread name-->thread-6 28 2 enter thread name-->thread-7 29 3 get thread name-->thread-7 30 4 set thread name-->thread-7 31 1 run thread name-->thread-4 32 5 leave run thread name-->thread-7 33 1 run thread name-->thread-8 34 2 enter thread name-->thread-8 35 3 get thread name-->thread-8 36 4 set thread name-->thread-8 37 5 leave run thread name-->thread-8 38 1 run thread name-->thread-9 39 2 enter thread name-->thread-4 40 3 get thread name-->thread-4 41 4 set thread name-->thread-4 42 5 leave run thread name-->thread-4 43 2 enter thread name-->thread-6 44 3 get thread name-->thread-6 45 4 set thread name-->thread-6 46 5 leave run thread name-->thread-6 47 2 enter thread name-->thread-9 48 3 get thread name-->thread-9 49 4 set thread name-->thread-9 50 5 leave run thread name-->thread-9
get()方法中順利進入了set()方法，說明synchronized的確是可重入鎖。分析列印Log，thread-0先進入get方法體，這個時候thread-1、thread-2、thread-3等待進入，但當thread-0離開時，thread-2卻先進入了方法體，沒有按照thread-1、thread-2、thread-3的順序進入get方法體，說明sychronized的確是非公平鎖。而且在一個執行緒進入get方法體後，其他執行緒只能等待，無法同時進入，驗證了synchronized是獨佔鎖。
2.2.2 ReentrantLock
ReentrantLock既可以構造公平鎖又可以構造非公平鎖，預設為非公平鎖，將上面的程式碼改為用ReentrantLock實現，再次執行。
1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
2
3 public class MyLockTest implements Runnable {
4
5 private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();
6
7 public void get() {
8 System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
9 reentrantLock.lock();
10 System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11 set();
12 reentrantLock.unlock();
13 System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14 }
15
16 public void set() {
17 reentrantLock.lock();
18 System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19 reentrantLock.unlock();
20 }
21
22 @Override
23 public void run() {
24 System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25 get();
26 }
27
28 public static void main(String[] args) {
29 MyLockTest test = new MyLockTest();
30 for (int i = 0; i < 10; i++) {
31 new Thread(test, "thread-" + i).start();
32 }
33 }
34
35 }
執行結果
1 1 run thread name-->thread-0 2 2 enter thread name-->thread-0 3 1 run thread name-->thread-1 4 2 enter thread name-->thread-1 5 3 get thread name-->thread-0 6 4 set thread name-->thread-0 7 1 run thread name-->thread-3 8 2 enter thread name-->thread-3 9 3 get thread name-->thread-3 10 4 set thread name-->thread-3 11 5 leave run thread name-->thread-3 12 1 run thread name-->thread-4 13 2 enter thread name-->thread-4 14 3 get thread name-->thread-4 15 4 set thread name-->thread-4 16 5 leave run thread name-->thread-4 17 1 run thread name-->thread-5 18 2 enter thread name-->thread-5 19 3 get thread name-->thread-5 20 4 set thread name-->thread-5 21 5 leave run thread name-->thread-5 22 1 run thread name-->thread-7 23 2 enter thread name-->thread-7 24 3 get thread name-->thread-7 25 4 set thread name-->thread-7 26 5 leave run thread name-->thread-7 27 5 leave run thread name-->thread-0 28 3 get thread name-->thread-1 29 4 set thread name-->thread-1 30 5 leave run thread name-->thread-1 31 1 run thread name-->thread-2 32 2 enter thread name-->thread-2 33 3 get thread name-->thread-2 34 4 set thread name-->thread-2 35 5 leave run thread name-->thread-2 36 1 run thread name-->thread-9 37 2 enter thread name-->thread-9 38 3 get thread name-->thread-9 39 4 set thread name-->thread-9 40 5 leave run thread name-->thread-9 41 1 run thread name-->thread-6 42 1 run thread name-->thread-8 43 2 enter thread name-->thread-8 44 3 get thread name-->thread-8 45 4 set thread name-->thread-8 46 5 leave run thread name-->thread-8 47 2 enter thread name-->thread-6 48 3 get thread name-->thread-6 49 4 set thread name-->thread-6 50 5 leave run thread name-->thread-6
的確如其名，可重入鎖，當然預設的確是非公平鎖。thread-0持有鎖期間，thread-1等待擁有鎖，當thread-0釋放鎖時thread-3先獲取到鎖，並非按照先後順序獲取鎖的。
將其構造為公平鎖，看看執行結果是否符合預期。檢視原始碼構造公平鎖很簡單，只要在構造器傳入boolean值true即可。
1 /**
2 * Creates an instance of {@code ReentrantLock} with the
3 * given fairness policy.
4 *
5 * @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
6 */
7 public ReentrantLock(boolean fair) {
8 sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
9 }
修改上面例程的程式碼構造方法為：
1 ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
ReentrantLock實現公平鎖。
1 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
2
3 public class MyLockTest implements Runnable {
4
5 private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(true);
6
7 public void get() {
8 System.out.println("2 enter thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
9 reentrantLock.lock();
10 System.out.println("3 get thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
11 set();
12 reentrantLock.unlock();
13 System.out.println("5 leave run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
14 }
15
16 public void set() {
17 reentrantLock.lock();
18 System.out.println("4 set thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
19 reentrantLock.unlock();
20 }
21
22 @Override
23 public void run() {
24 System.out.println("1 run thread name-->" + Thread.currentThread().getName());
25 get();
26 }
27
28 public static void main(String[] args) {
29 MyLockTest test = new MyLockTest();
30 for (int i = 0; i < 10; i++) {
31 new Thread(test, "thread-" + i).start();
32 }
33 }
34
35 }
執行結果
1 1 run thread name-->thread-0 2 2 enter thread name-->thread-0 3 3 get thread name-->thread-0 4 1 run thread name-->thread-2 5 2 enter thread name-->thread-2 6 4 set thread name-->thread-0 7 1 run thread name-->thread-3 8 2 enter thread name-->thread-3 9 1 run thread name-->thread-1 10 2 enter thread name-->thread-1 11 1 run thread name-->thread-5 12 2 enter thread name-->thread-5 13 3 get thread name-->thread-2 14 4 set thread name-->thread-2 15 5 leave run thread name-->thread-2 16 5 leave run thread name-->thread-0 17 3 get thread name-->thread-3 18 4 set thread name-->thread-3 19 5 leave run thread name-->thread-3 20 1 run thread name-->thread-9 21 2 enter thread name-->thread-9 22 3 get thread name-->thread-1 23 4 set thread name-->thread-1 24 5 leave run thread name-->thread-1 25 3 get thread name-->thread-5 26 4 set thread name-->thread-5 27 5 leave run thread name-->thread-5 28 3 get thread name-->thread-9 29 4 set thread name-->thread-9 30 5 leave run thread name-->thread-9 31 1 run thread name-->thread-6 32 2 enter thread name-->thread-6 33 3 get thread name-->thread-6 34 4 set thread name-->thread-6 35 1 run thread name-->thread-7 36 5 leave run thread name-->thread-6 37 2 enter thread name-->thread-7 38 3 get thread name-->thread-7 39 4 set thread name-->thread-7 40 5 leave run thread name-->thread-7 41 1 run thread name-->thread-4 42 2 enter thread name-->thread-4 43 3 get thread name-->thread-4 44 1 run thread name-->thread-8 45 2 enter thread name-->thread-8 46 4 set thread name-->thread-4 47 5 leave run thread name-->thread-4 48 3 get thread name-->thread-8 49 4 set thread name-->thread-8 50 5 leave run thread name-->thread-8
公平鎖在多個執行緒想要同時獲取鎖的時候，會發現再排隊，按照先來後到的順序進行。
2.2.3 ReentrantReadWriteLock
讀寫鎖的效能都會比排他鎖要好，因為大多數場景讀是多於寫的。在讀多於寫的情況下，讀寫鎖能夠提供比排它鎖更好的併發性和吞吐量。Java併發包提供讀寫鎖的實現是ReentrantReadWriteLock。
| 特性 | 說明 |
| 公平性選擇 | 支援非公平(預設)和公平的鎖獲取方式，吞吐量還是非公平優於公平 |
| 重進入 | 該鎖支援重進入，以讀寫執行緒為例：讀執行緒在獲取了讀鎖之後，能夠再次獲取讀鎖。而寫執行緒在獲取了寫鎖之後能夠再次獲取寫鎖，同時也可以獲取讀鎖 |
| 鎖降級 | 遵循獲取寫鎖、獲取讀鎖再釋放寫鎖的次序，寫鎖能夠降級成為讀鎖 |
1 import java.util.HashMap;
2 import java.util.Map;
3 import java.util.concurrent.locks.Lock;
4 import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
5
6 public class MyLockTest {
7
8 public static void main(String[] args) {
9 for (int i = 0; i < 10; i++) {
10 new Thread(new Runnable() {
11 @Override
12 public void run() {
13 Cache.put("key", new String(Thread.currentThread().getName() + " joke"));
14 }
15 }, "threadW-" + i).start();
16 new Thread(new Runnable() {
17 @Override
18 public void run() {
19 System.out.println(Cache.get("key"));
20 }
21 }, "threadR-" + i).start();
22 new Thread(new Runnable() {
23 @Override
24 public void run() {
25 Cache.clear();
26 }
27 }, "threadC-" + i).start();
28 }
29 }
30 }
31
32 class Cache {
33 static Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
34 static ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
35 static Lock r = rwl.readLock();
36 static Lock w = rwl.writeLock();
37
38 // 獲取一個key對應的value
39 public static final Object get(String key) {
40 r.lock();
41 try {
42 System.out.println("get " + Thread.currentThread().getName());
43 return map.get(key);
44 } finally {
45 r.unlock();
46 }
47 }
48
49 // 設定key對應的value，並返回舊有的value
50 public static final Object put(String key, Object value) {
51 w.lock();
52 try {
53 System.out.println("put " + Thread.currentThread().getName());
54 return map.put(key, value);
55 } finally {
56 w.unlock();
57 }
58 }
59
60 // 清空所有的內容
61 public static final void clear() {
62 w.lock();
63 try {
64 System.out.println("clear " + Thread.currentThread().getName());
65 map.clear();
66 } finally {
67 w.unlock();
68 }
69 }
70 }
執行結果
1 put threadW-0 2 clear threadC-1 3 put threadW-1 4 get threadR-1 5 threadW-1 joke 6 put threadW-2 7 get threadR-0 8 threadW-2 joke 9 clear threadC-0 10 get threadR-2 11 null 12 clear threadC-4 13 clear threadC-2 14 clear threadC-3 15 put threadW-4 16 put threadW-3 17 get threadR-3 18 threadW-3 joke 19 put threadW-5 20 get threadR-4 21 threadW-5 joke 22 clear threadC-5 23 put threadW-6 24 put threadW-7 25 get threadR-7 26 threadW-7 joke 27 get threadR-5 28 threadW-7 joke 29 get threadR-6 30 threadW-7 joke 31 clear threadC-6 32 clear threadC-7 33 put threadW-8 34 clear threadC-8 35 put threadW-9 36 get threadR-9 37 threadW-9 joke 38 clear threadC-9 39 get threadR-8 40 null
可看到普通HashMap在多執行緒中資料可見性正常。
參考資料：
https://blog.csdn.net/tyyj90/article/details/78236053