Java中讀寫(xiě)鎖的特點(diǎn) 分析ReadWriteLock的適用場(chǎng)景

讀寫(xiě)鎖提升性能的核心在于允許多個(gè)線程并發(fā)讀取共享資源，僅在寫(xiě)入時(shí)阻塞其他線程。1. 讀寫(xiě)鎖通過(guò)分離讀鎖和寫(xiě)鎖，使多個(gè)線程可同時(shí)讀取數(shù)據(jù)，顯著提高讀多寫(xiě)少場(chǎng)景下的并發(fā)效率；2. reentrantreadwritelock基于aqs實(shí)現(xiàn)，將鎖狀態(tài)分為讀鎖計(jì)數(shù)和寫(xiě)鎖狀態(tài)，確保讀操作可重入且寫(xiě)操作互斥；3. 為避免寫(xiě)線程饑餓，該實(shí)現(xiàn)提供公平鎖與非公平鎖模式，前者按請(qǐng)求順序分配鎖，后者允許寫(xiě)線程插隊(duì)；4. stampedlock是Java 8引入的優(yōu)化讀寫(xiě)鎖，采用樂(lè)觀讀機(jī)制，在無(wú)鎖情況下讀取數(shù)據(jù)并驗(yàn)證一致性，減少競(jìng)爭(zhēng)提升性能，但使用更復(fù)雜需謹(jǐn)慎處理升級(jí)鎖邏輯。

讀寫(xiě)鎖的核心在于，允許多個(gè)線程同時(shí)讀取共享資源，但只允許一個(gè)線程寫(xiě)入。這避免了讀操作之間的互斥，顯著提升了并發(fā)性能，尤其是在讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景下。

ReadWriteLock是一種接口，定義了讀取鎖和寫(xiě)入鎖的操作。它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，如ReentrantReadWriteLock，提供了可重入的特性，允許同一個(gè)線程多次獲取讀鎖或?qū)戞i，而無(wú)需釋放之前的鎖。

ReadWriteLock的適用場(chǎng)景

立即學(xué)習(xí)“Java免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

為什么讀寫(xiě)鎖能提升性能？

想象一下，一個(gè)大型的緩存系統(tǒng)，絕大部分時(shí)間都在讀取數(shù)據(jù)，只有偶爾需要更新。如果使用傳統(tǒng)的互斥鎖（synchronized或ReentrantLock），即使是讀操作也需要排隊(duì)等待，造成不必要的性能損耗。讀寫(xiě)鎖的優(yōu)勢(shì)在于，允許多個(gè)線程同時(shí)讀取緩存，極大地提高了讀取效率。只有在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)阻塞其他線程的讀寫(xiě)操作，保證數(shù)據(jù)的一致性。

讀寫(xiě)鎖的實(shí)現(xiàn)原理是什么？

ReentrantReadWriteLock的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）。它將鎖的狀態(tài)分割成兩部分：一部分用于表示讀鎖的持有數(shù)量，另一部分用于表示寫(xiě)鎖的持有狀態(tài)。當(dāng)沒(méi)有線程持有寫(xiě)鎖時(shí)，多個(gè)線程可以并發(fā)地獲取讀鎖。當(dāng)有線程持有寫(xiě)鎖時(shí)，所有其他線程（包括讀線程和寫(xiě)線程）都會(huì)被阻塞。AQS負(fù)責(zé)維護(hù)等待隊(duì)列，并根據(jù)鎖的狀態(tài)喚醒相應(yīng)的線程。

如何避免讀寫(xiě)鎖的饑餓問(wèn)題？

讀寫(xiě)鎖可能存在饑餓問(wèn)題，即寫(xiě)線程可能長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法獲取鎖，因?yàn)樽x線程持續(xù)占用讀鎖。為了解決這個(gè)問(wèn)題，ReentrantReadWriteLock提供了公平鎖和非公平鎖兩種模式。公平鎖會(huì)按照線程請(qǐng)求鎖的順序來(lái)分配鎖，避免寫(xiě)線程饑餓。非公平鎖則允許寫(xiě)線程“插隊(duì)”，優(yōu)先獲取鎖，可能導(dǎo)致寫(xiě)線程饑餓。選擇哪種模式取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景。如果對(duì)公平性要求較高，可以選擇公平鎖；如果對(duì)性能要求較高，可以選擇非公平鎖。也可以通過(guò)設(shè)置合理的超時(shí)時(shí)間，避免線程長(zhǎng)時(shí)間等待鎖。

讀寫(xiě)鎖和StampedLock有什么區(qū)別？

StampedLock是Java 8引入的一種讀寫(xiě)鎖，它在某些情況下比ReadWriteLock具有更好的性能。StampedLock的核心思想是樂(lè)觀讀。樂(lè)觀讀允許線程在沒(méi)有獲取鎖的情況下讀取共享變量，然后在讀取完成后驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否被修改。如果數(shù)據(jù)沒(méi)有被修改，則讀取成功；否則，需要升級(jí)為悲觀讀鎖或?qū)戞i。StampedLock的優(yōu)勢(shì)在于，在讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景下，可以減少鎖的競(jìng)爭(zhēng)，提高并發(fā)性能。但是，StampedLock的使用也更加復(fù)雜，需要仔細(xì)處理各種情況，否則容易出錯(cuò)。