ReentrantReadWriteLock通过读写锁分离实现读多写少场景下的高效并发控制，允许多个读线程同时访问，写线程独占访问，提升性能。
Java中的ReentrantReadWriteLock，在我看来，它就是并发世界里的一把“分时复用”钥匙，巧妙地平衡了数据的读取效率和写入安全。它的核心思想很简单：当数据只需要被读取时，允许多个线程同时进行，大家互不影响，效率自然就上去了；但一旦有线程想要修改数据，它就必须独占这把钥匙，确保修改过程不被任何读取或写入操作干扰，保证数据的一致性。这种机制特别适合那些“读多写少”的场景，比如一个缓存系统，或者一个配置中心，大部分时间都在被查询，偶尔才更新一次。
当我们需要在Java中实现一个高效且线程安全的数据访问机制，特别是面对读操作远多于写操作的场景时，ReentrantReadWriteLock提供了一个非常优雅的解决方案。它通过区分读锁（ReadLock）和写锁（WriteLock）来优化并发性能。
要使用ReentrantReadWriteLock，我们首先需要创建一个实例，然后通过它的readLock()和writeLock()方法获取对应的锁。
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class SharedResource {
private final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = rwLock.readLock();
private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = rwLock.writeLock();
private String data = "Initial Data";
public String readData() {
readLock.lock(); // 获取读锁
try {
// 模拟读取操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is reading: " + data);
Thread.sleep(50); // 模拟耗时
return data;
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
return null;
} finally {
readLock.unlock(); // 释放读锁
}
}
public void writeData(String newData) {
writeLock.lock(); // 获取写锁
try {
// 模拟写入操作
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is writing: " + newData);
Thread.sleep(100); // 模拟耗时
this.data = newData;
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finished writing.");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
} finally {
writeLock.unlock(); // 释放写锁
}
}
public static void main(String[] args) {
SharedResource resource = new SharedResource();
// 多个读线程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
new Thread(() -> {
resource.readData();
}, "Reader-" + i).start();
}
// 一个写线程
new Thread(() -> {
resource.writeData("New Data from Writer-1");
}, "Writer-1").start();
// 另一个写线程
new Thread(() -> {
resource.writeData("New Data from Writer-2");
}, "Writer-2").start();
// 更多的读线程
for (int i = 5; i < 10; i++) {
new Thread(() -> {
resource.readData();
}, "Reader-" + i).start();
}
}
}在这个例子中，readData()方法通过获取读锁来保护数据读取，允许多个线程同时进入。而writeData()方法则通过获取写锁来保护数据写入，任何时候只有一个线程能持有写锁，并且在写锁被持有时，所有读锁和写锁都无法被其他线程获取，确保了数据修改的原子性和可见性。
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ReentrantReadWriteLock最显著的优势，就是它打破了ReentrantLock那种“一夫当关，万夫莫开”的独占模式。ReentrantLock在任何时候都只允许一个线程访问临界区，无论是读还是写，这在读操作频繁的场景下会造成严重的性能瓶颈。比如，一个电商网站的商品详情页，用户点击量巨大，都是在读取商品信息；而商品信息的更新（价格调整、库存变化）相对较少。如果用ReentrantLock，每次有用户读取商品信息，其他所有想读的、想写的都得排队，这显然不合理。
ReentrantReadWriteLock的出现，正是为了解决这种“读多写少”的痛点。它允许：
因此，它的应用场景非常明确：
ArrayList、HashMap）进行线程安全封装，使其在读多写少的场景下表现更优。简单来说，当你的程序中存在一个共享资源，其读操作的频率远高于写操作时，ReentrantReadWriteLock就是你提升并发性能的利器。如果读写比例接近，或者写操作非常频繁，那么ReentrantLock或者其他更细粒度的同步机制可能更适合，因为ReentrantReadWriteLock内部的维护开销会相对大一些。
ReentrantReadWriteLock的设计非常精妙，但要用好它，我们必须理解其读锁和写锁的核心特性以及一些潜在的使用陷阱。
写锁 (WriteLock) 的核心特性：
writeLock.lock();
try {
// 修改数据
data = "Modified Data";
readLock.lock(); // 获取读锁
} finally {
writeLock.unlock(); // 释放写锁
}
// 现在持有读锁，可以安全读取，其他线程也可以读取
String currentData = data;
readLock.unlock();读锁 (ReadLock) 的核心特性：
使用陷阱和注意事项：
ReentrantReadWriteLock的默认实现（非公平模式）在一定程度上会缓解这个问题，但公平模式下，如果写锁在等待，后续的读锁请求会被阻塞，直到写锁被释放，这又可能影响读的并发性。这是一个权衡问题，需要根据实际业务场景选择。ReentrantReadWriteLock也需要注意锁的粒度。如果锁定的范围过大，会降低并发性；如果过小，又可能导致数据不一致或者增加锁管理的复杂性。finally块中释放锁，避免因异常导致锁无法释放，进而造成死锁或资源泄露。这是使用任何Lock接口的黄金法则。理解这些特性和陷阱，能够帮助我们更安全、高效地利用ReentrantReadWriteLock来构建健壮的并发程序。
ReentrantReadWriteLock和ReentrantLock一样，都支持公平（Fair）和非公平（Nonfair）两种锁获取策略。在创建ReentrantReadWriteLock实例时，可以通过构造函数指定：new ReentrantReadWriteLock(boolean fair)。
公平性策略的选择：
公平锁 (Fair Lock)：
ReentrantReadWriteLock中，公平模式下写锁饥饿问题可能会被缓解，但读锁的并发性会受影响。非公平锁 (Nonfair Lock)：
ReentrantReadWriteLock和ReentrantLock的默认行为。公平性对性能的影响：
公平性策略对ReentrantReadWriteLock的性能影响是显著的。
我的建议：
除非你有明确的业务需求，要求严格的线程公平性或者需要解决特定的饥饿问题，否则我通常会推荐使用非公平锁。默认的非公平模式在大多数情况下都能提供更好的性能和吞吐量。在实际开发中，我们应该根据应用的具体负载特性和性能目标来选择合适的公平性策略，并且在做出决策后进行充分的性能测试。毕竟，理论上的最优解不一定适用于所有实际场景。
以上就是Java中ReentrantReadWriteLock写锁和读锁使用的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！
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