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在Java里如何使用ReentrantReadWriteLock实现读写分离_Java读写锁机制说明

P粉602998670

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发布时间:2026-01-16 14:43:02

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来源于php中文网

原创

ReentrantReadWriteLock 不能直接替代 synchronized,因其需手动调用 lock() 和 unlock(),遗漏 unlock() 会导致死锁或饥饿;读锁不可升级为写锁,否则易引发死锁;必须用 try-finally 确保解锁;公平模式降低吞吐但防写饥饿。

在java里如何使用reentrantreadwritelock实现读写分离_java读写锁机制说明

ReentrantReadWriteLock 为什么不能直接替代 synchronized

因为 ReentrantReadWriteLock 不是语法糖,它不自动管理锁的获取与释放,必须显式调用 lock()unlock();而 synchronized 是 JVM 层保障的自动加解锁。一旦忘记在 finally 块中调用 unlock(),就会导致写线程永久阻塞或读线程饥饿。

读锁和写锁的获取规则与典型误用

读锁可被多个线程同时持有,但写锁是独占的;更重要的是:写锁可以降级为读锁(通过先获取写锁再获取读锁),但读锁**不能升级为写锁**——这是常见死锁源头。

  • 错误写法:readLock.lock(); writeLock.lock(); → 极大概率死锁,因为其他线程可能正持读锁,而写锁在等所有读锁释放
  • 正确降级示例:
    writeLock.lock();
    try {
        // 修改数据
        data = newValue;
        // 再获取读锁(此时仍持有写锁,安全)
        readLock.lock();
        writeLock.unlock(); // 释放写锁,保留读锁
    } catch (Exception e) {
        writeLock.unlock();
        throw e;
    }
  • 读锁不排斥读锁,但会阻塞写锁;写锁则排斥一切读/写锁

如何避免 lock() / unlock() 配对遗漏

最稳妥的方式是把加锁逻辑封装进工具方法,强制走 try-finally 路径。不要依赖 try-with-resources(ReentrantReadWriteLock.ReadLockWriteLock 并未实现 AutoCloseable)。

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  • 推荐模式:
    readLock.lock();
    try {
        return data; // 仅读操作
    } finally {
        readLock.unlock();
    }
  • 写操作同理:
    writeLock.lock();
    try {
        data = computeNewValue();
    } finally {
        writeLock.unlock();
    }
  • 注意:lockInterruptibly() 可响应中断,适合需要取消等待的场景;普通 lock() 会一直阻塞

公平性设置对性能和吞吐的影响

ReentrantReadWriteLock 默认是非公平的(构造函数传 false 或无参),意味着新来的读线程可能插队已等待的写线程,造成写饥饿。设为公平(true)能保证 FIFO,但显著降低吞吐量——尤其在高并发读场景下。

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  • 非公平模式:适合读多写少、对写延迟不敏感的缓存类场景
  • 公平模式:适合写操作有强时效要求(如配置热更新、状态同步),且写频次不低的情况
  • 公平锁的代价不仅是调度开销,还在于每次 lock() 都需检查队列头,影响 CPU cache line 利用率
读写分离不是加个锁就完事;真正难的是判断哪里该用读锁、哪里必须用写锁,以及能否接受读锁期间数据被其他写线程修改——这取决于你的业务一致性模型。别只盯着锁对象,先想清楚“这个读操作容忍脏读吗”。

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