JAVA并发-ReentrantReadWriteLock的探索

Posted 2021-05-30 ukyu

1. 介绍

本文我们继续探究使用AQS的子类ReentrantReadWriteLock(读写锁)。老规矩，先贴一下类图

ReentrantReadWriteLock这个类包含读锁和写锁，这两种锁都存在是否公平的概念，这个后面会细讲。

此类跟ReentrantLock类似，有以下几种性质:

• 可选的公平性政策
• 重入，读锁和写锁同一个线程可以重复获取。写锁可以获取读锁，反之不能
• 锁的降级，重入还可以通过获取写锁，然后获取到读锁，通过释放写锁的方式，从而写锁降级为读锁。 然而，从读锁升级到写锁是不可能的。
• 获取读写锁期间，支持不可中断

2. 源码剖析

先讲几个必要的知识点，然后我们再对写锁的获取与释放，读锁的获取与释放进行讲解，中间穿插着讲公平与非公平的实现。

知识点一:
内部类Sync中，将AQS中的state(private volatile int state;长度是32位)逻辑分成了两份，高16位代表读锁持有的count，低16位代表写锁持有的count

Sync

    ...
        /*
         * Read vs write count extraction constants and functions.
         * Lock state is logically divided into two unsigned shorts:
         * The lower one representing the exclusive (writer) lock hold count,
         * and the upper the shared (reader) hold count.
         */
        static final int SHARED_SHIFT   = 16;
        static final int SHARED_UNIT    = (1 << SHARED_SHIFT);
        static final int MAX_COUNT      = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
        static final int EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;

        /** Returns the number of shared holds represented in count  */
        static int sharedCount(int c)    { return c >>> SHARED_SHIFT; }
        /** Returns the number of exclusive holds represented in count  */
        static int exclusiveCount(int c) { return c & EXCLUSIVE_MASK; }
   ...

This lock supports a maximum of 65535 recursive write locks and 65535 read locks. Attempts to exceed these limits result in Error throws from locking methods.（读锁与写锁都最大支持65535个）

知识点二：
HoldCounter的作用，一个计数器记录每个线程持有的读锁count。使用ThreadLocal维护。缓存在cachedHoldCounter

        static final class HoldCounter {
            int count = 0;
            // Use id, not reference, to avoid garbage retention
            final long tid = getThreadId(Thread.currentThread());
        }

使用ThreadLocal维护

以上是关于JAVA并发-ReentrantReadWriteLock的探索的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Java并发知识整理

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Java并发指南开篇：Java并发编程学习大纲