Java多線程進階（四）—— J.U.C之locks框架：ReentrantReadWriteLock

本文首發於一世流雲的專欄： https://segmentfault.com/blog...

1、ReentrantReadWriteLock類簡介

ReentrantReadWriteLock類，顧名思義，是一種讀寫鎖，它是ReadWriteLock接口的直接實現，該類在內部實現了具體獨佔鎖特色的寫鎖，以及具備共享鎖特色的讀鎖，和ReentrantLock同樣，ReentrantReadWriteLock類也是經過定義內部類實現AQS框架的API來實現獨佔/共享的功能。

ReentrantReadWriteLock類具備以下特色：

1.1 支持公平/非公平策略

與ReadWriteLock類同樣，ReentrantReadWriteLock對象在構造時，能夠傳入參數指定是公平鎖仍是非公平鎖。

1.2 支持鎖重入

• 同一讀線程在獲取了讀鎖後還能夠獲取讀鎖；
• 同一寫線程在獲取了寫鎖以後既能夠再次獲取寫鎖又能夠獲取讀鎖；

1.3 支持鎖降級

所謂鎖降級，就是：先獲取寫鎖，而後獲取讀鎖，最後釋放寫鎖，這樣寫鎖就降級成了讀鎖。可是，讀鎖不能升級到寫鎖。簡言之，就是：

寫鎖能夠降級成讀鎖，讀鎖不能升級成寫鎖。

1.4 Condition條件支持

ReentrantReadWriteLock的內部讀鎖類、寫鎖類實現了Lock接口，因此能夠經過newCondition()方法獲取Condition對象。可是這裏要注意，讀鎖是無法獲取Condition對象的，讀鎖調用newCondition() 方法會直接拋出UnsupportedOperationException。

咱們知道，condition的做用實際上是對Object類的 wait()和 notify()的加強，是爲了讓線程在指定對象上等待，是一種線程之間進行協調的工具。
當線程調用condition對象的 await方法時，必須拿到和這個condition對象關聯的鎖。因爲線程對讀鎖的訪問是不受限制的（在寫鎖未被佔用的狀況下），那麼即便拿到了和讀鎖關聯的condition對象也是沒有意義的，由於讀線程以前不須要進行協調。

1.5 使用示例

如下是Oracle官方給出的一個例子：
使用ReentrantReadWriteLock控制對TreeMap的訪問（利用讀鎖控制讀操做的訪問，利用寫鎖控制修改操做的訪問），將TreeMap包裝成一個線程安全的集合，而且利用了讀寫鎖的特性來提升併發訪問。

public class RWTreeMap {
    private final Map<String, Data> m = new TreeMap<String, Data>();
    private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    private final Lock r = rwl.readLock();
    private final Lock w = rwl.writeLock();
 
    public Data get(String key) {
        r.lock();
        try {
            return m.get(key);
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
 
    public String[] allKeys() {
        r.lock();
        try {
            return (String[]) m.keySet().toArray();
        } finally {
            r.unlock();
        }
    }
 
    public Data put(String key, Data value) {
        w.lock();
        try {
            return m.put(key, value);
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
 
    public void clear() {
        w.lock();
        try {
            m.clear();
        } finally {
            w.unlock();
        }
    }
}

2、ReentrantReadWriteLock類/方法聲明

2.1 類聲明

內部嵌套類聲明：
ReentrantReadWriteLock類有兩個內部嵌套類ReadLock和WriteLock，這兩個內部類的實例會在ReentrantReadWriteLock類的構造器中建立，並經過ReentrantReadWriteLock類的readLock()和writeLock()方法訪問。

ReadLock：

WriteLock：

2.2 方法聲明

ReentrantReadWriteLock類的核心方法其實就兩個：readLock()和writeLock()，其它都是一些用來監控系統狀態的方法，返回的都是某一時刻點的近似值。