讀/寫鎖同步資料存取

阿新 • • 發佈：2018-11-26

讀/寫鎖同步資料存取

準備工作
工作原理
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ReadWriteLock介面和實現此介面的ReentrantReadWriteLock特殊類是鎖機制提供的最顯著改進之一。此類包含兩種鎖：一種是讀取操作鎖，一種是寫入操作鎖。多個執行緒能夠同時使用讀操作鎖，但是隻有一個執行緒可以使用寫操作鎖。如果一個執行緒正在寫操作，其它執行緒均不可以讀寫。

在本節中，學習如何使用ReadWriteLock介面，實現程式用此介面控制儲存兩種產品價格的物件。

準備工作

本範例通過Eclipse開發工具實現。如果使用諸如NetBeans的開發工具，開啟並建立一個新的Java專案。

###實現過程

通過如下步驟完成範例：

建立名為PricesInfo的類，用來儲存兩種產品的價格資訊：
```
public class PricesInfo {
```
定義兩個名為price1和price2的double型別屬性：
```
	private double price1;
	private double price2;
```
定義名為lock的ReadWriteLock物件：
```
	private ReadWriteLock lock;
```

實現類建構函式，初始化三個屬性。其中為lock屬性初始化新的ReentrantReadWriteLock物件：

	public 
 PricesInfo(){
		price1 = 1.0;
		price2 = 2.0;
		lock = new ReentrantReadWriteLock();
	}

實現getPrice1()方法，返回price1屬性值，使用讀鎖來控制使用此屬性值：

	public double getPrice1() {
		lock.readLock().lock();
		double value = price1;
		lock.readLock().unlock();
		return value;
	}

實現getPrice2()方法，返回price2屬性值，使用讀鎖來控制使用此屬性值：

	public double getPrice2() {
		lock.readLock().lock();
		double value = price2;
		lock.readLock().unlock();
		return value;
	}

實現setPrices()方法來確定兩個使用寫鎖來控制使用的屬性值。設定執行緒休眠10秒鐘，這表明儘管它在使用寫鎖，但也沒有其它執行緒控制讀鎖：

	public void setPrices(double price1, double price2){
		lock.writeLock().lock();
		System.out.printf("%s: PricesInfo: Write Lock Adquired.\n", new Date());
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		this.price1 = price1;
		this.price2 = price2;
		System.out.printf("%s: PricesInfo: Write Lock Released.\n", new Date());
		lock.writeLock().unlock();
	}

建立名為Reader的類，指定其實現Runnable介面。此類實現一個讀取程式，獲得PricesInfo類屬性的值：
```
public class Reader implements Runnable {
```

定義PricesInfo物件，實現初始化此物件的類建構函式：

	private PricesInfo pricesInfo;
	
	public Reader (PricesInfo pricesInfo) {
		this.pricesInfo = pricesInfo;
	}

實現此類的run()方法，讀取10遍兩種商品的價格：

	@Override
	public void run() {
		for( int i = 0 ; i < 10 ; i++){
			System.out.printf("%s : %s : Price 1 : %f\n", new Date(), Thread.currentThread().getName(), pricesInfo.getPrice1());
			System.out.printf("%s : %s : Price 2 : %f\n", new Date(), Thread.currentThread().getName(), pricesInfo.getPrice2());
		}
	}

建立名為Reader的類，指定其實現Runnable介面。此類實現一個修改程式，設定PricesInfo類屬性的值：
```
public class Writer implements Runnable{
```

定義PricesInfo物件，實現初始化此物件的類建構函式：

	private PricesInfo pricesInfo;
	
	public Writer (PricesInfo pricesInfo) {
		this.pricesInfo = pricesInfo;
	}

實現run()方法，迴圈修改兩種商品價格三次，每次之間休眠2秒：

	@Override
	public void run() {
		for(int i = 0 ; i < 3 ; i++){
			System.out.printf("%s : Writer : Attempt to modify the prices.\n", new Date());
			pricesInfo.setPrices(Math.random() * 10,  Math.random() * 8);
			System.out.printf("%s : Writer : Prices have been modified.\n", new Date());
			try {
				Thread.sleep(2);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

建立本範例中的主類，實現一個包含main()方法的Main類：

public class Main {
	public static void main(String[] args) {

建立PricesInfo物件：

		PricesInfo pricesInfo = new PricesInfo();

建立五個Reader物件和五個執行它們的Thread物件：

		Reader readers[] = new Reader[5];
		Thread threadsReader[] = new Thread[5];
		for (int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
			readers[i] = new Reader(pricesInfo);
			threadsReader[i] = new Thread(readers[i]);
		}

建立Writer物件和執行它的Thread物件：

		Writer writer = new Writer(pricesInfo);
		Thread threadWriter = new Thread(writer);

啟動讀寫執行緒：

		for (int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
			threadsReader[i].start();
		}
		threadWriter.start();

工作原理

下圖顯示執行本範例輸出的部分內容：

pics/02_05.jpg

當寫入程式控制寫鎖時，所有讀取程式都無法得到資料。通過控制檯可以看到Write Lock Acquired資訊後面有一些讀取程式資訊，這些時之前已經執行完並且沒有實時輸出的指令資訊。一旦寫入程式釋放了寫鎖，讀取程式將再次獲得訪問價格資訊的許可權，顯示新的價格。

如之前所述，ReentrantReadWriteLoc類包含兩種鎖：一種是讀取操作鎖，一種是寫入操作鎖。讀取操作使用的鎖通過ReadWriteLock介面定義的readLock()方法獲得。讀鎖是實現Lock介面的物件，所以可以使用lock()、unlock()、和tryLock()方法。寫入操作使用的鎖通過ReadWriteLock介面定義的writeLock()方法獲得。寫鎖也是實現Lock介面的物件，所以可以使用lock()、unlock()、和tryLock()方法。開發人員的職責是確保正確使用這些鎖，與其初始設計的使用目的相同。當使用Lock介面的讀鎖時，不能修改變數值。否則，可能出現與不一致性相關的資料錯誤。

更多關注

本章中”鎖同步程式碼塊”小節。
第九章“測試併發應用”中的“監控鎖介面”小節。

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