Java基於ReadWriteLock實現鎖的應用
所有 ReadWriteLock 實現都必須保證 writeLock 操作的記憶體同步效果也要保持與相關 readLock 的聯絡。也就是說,成功獲取讀鎖的執行緒會看到寫入鎖之前版本所做的所有更新。
與互斥鎖相比,讀-寫鎖允許對共享資料進行更高級別的併發訪問。雖然一次只有一個執行緒(writer 執行緒)可以修改共享資料,但在許多情況下,任何數量的執行緒可以同時讀取共享資料(reader 執行緒),讀-寫鎖利用了這一點。從理論上講,與互斥鎖相比,使用讀-寫鎖所允許的併發性增強將帶來更大的效能提高。在實踐中,只有在多處理器上並且只在訪問模式適用於共享資料時,才能完全實現併發性增強。
在 writer 釋放寫入鎖時,reader 和 writer 都處於等待狀態,在這時要確定是授予讀取鎖還是授予寫入鎖。Writer 優先比較普遍,因為預期寫入所需的時間較短並且不那麼頻繁。Reader 優先不太普遍,因為如果 reader 正如預期的那樣頻繁和持久,那麼它將導致對於寫入操作來說較長的時延。公平或者“按次序”實現也是有可能的。
在 reader 處於活動狀態而 writer 處於等待狀態時,確定是否向請求讀取鎖的 reader 授予讀取鎖。Reader 優先會無限期地延遲 writer,而 writer 優先會減少可能的併發。
我們建立信用卡類:
package com.entity; public class BankCard { private String cardid = "XZ456789"; private int balance = 10000; public String getCardid() { return cardid; } public void setCardid(String cardid) { this.cardid = cardid; } public int getBalance() { return balance; } public void setBalance(int balance) { this.balance = balance; } }
裡面有卡號和父母已經存的錢。
兒子花錢首先要獲得寫的鎖把卡鎖了,然後再花錢。之後放開這個鎖。
package com.thread; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import com.entity.BankCard; /** * @說明 兒子類,只消費 */ public class Consumer implements Runnable { BankCard bc = null; ReadWriteLock lock = null; Consumer(BankCard bc,ReadWriteLock lock) { this.bc = bc; this.lock = lock; } public void run() { try { while(true){ lock.writeLock().lock(); System.out.print("兒子要消費,現在餘額:" + bc.getBalance() + "\t"); bc.setBalance(bc.getBalance() - 2000); System.out.println("兒子消費2000元,現在餘額:" + bc.getBalance()); lock.writeLock().unlock(); Thread.sleep(3 * 1000); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
父母類只監督這個卡的使用,獲得的是讀的鎖。
package com.thread; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import com.entity.BankCard; /** * @說明 父母類,只監督 */ public class Consumer2 implements Runnable { BankCard bc = null; int type = 0; ReadWriteLock lock = null; Consumer2(BankCard bc,ReadWriteLock lock,int type) { this.bc = bc; this.lock = lock; this.type = type; } public void run() { try { while(true){ lock.readLock().lock(); if(type==2) System.out.println("父親要查詢,現在餘額:" + bc.getBalance()); else System.out.println("老媽要查詢,現在餘額:" + bc.getBalance()); //lock.readLock().unlock(); Thread.sleep(1 * 1000); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
執行程式,兒子開始花錢,父母兩人一直在檢視花錢情況。
package com.thread; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; import com.entity.BankCard; public class MainThread { public static void main(String[] args) { BankCard bc = new BankCard(); ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool(); Consumer cm1 = new Consumer(bc,lock); Consumer2 cm2 = new Consumer2(bc,lock,1); Consumer2 cm3 = new Consumer2(bc,2); pool.execute(cm1); pool.execute(cm2); pool.execute(cm3); } }
我們來看一下執行結果:
兒子要消費,現在餘額:10000 兒子消費2000元,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
兒子要消費,現在餘額:8000 兒子消費2000元,現在餘額:6000
父親要查詢,現在餘額:6000
老媽要查詢,現在餘額:6000
老媽要查詢,現在餘額:6000
父親要查詢,現在餘額:6000
父親要查詢,現在餘額:6000
老媽要查詢,現在餘額:6000
老媽要查詢,現在餘額:6000
兒子要消費,現在餘額:6000 兒子消費2000元,現在餘額:4000
父親要查詢,現在餘額:4000
讀寫鎖是互斥的,但是對於讀來說沒有互斥性。
也就是說讀和寫必須分開,但是資源可以同時被幾個執行緒訪問。不管是讀還是寫沒有釋放鎖,其他執行緒就一直等待鎖的釋放。
我們來註釋父母監督時鎖的釋放:
lock.readLock().unlock();
兒子要消費,現在餘額:10000 兒子消費2000元,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
老媽要查詢,現在餘額:8000
父親要查詢,現在餘額:8000
可以看到兒子花了一次錢後,父母把卡給鎖了,兒子不能在花錢,但是父母兩個人都可以一直查詢卡的餘額。
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