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Java中锁的应用之-ReadWriteLock

15170 理论 | 2014-12-31

上面我们用儿子和父亲做了一个例子,儿子太猖狂了,花钱根本没有谱。

下面我们再做一个例子,讲解ReadWriteLock的使用,例子和刚才差不多,但是又多了一个角色母亲,而且父母只负责监督,不再存钱。

儿子每三秒都会去花钱一次,而父母每秒都在监督这个卡的使用情况。

 

所有 ReadWriteLock 实现都必须保证 writeLock 操作的内存同步效果也要保持与相关 readLock 的联系。也就是说,成功获取读锁的线程会看到写入锁之前版本所做的所有更新。

与互斥锁相比,读-写锁允许对共享数据进行更高级别的并发访问。虽然一次只有一个线程(writer 线程)可以修改共享数据,但在许多情况下,任何数量的线程可以同时读取共享数据(reader 线程),读-写锁利用了这一点。从理论上讲,与互斥锁相比,使用读-写锁所允许的并发性增强将带来更大的性能提高。在实践中,只有在多处理器上并且只在访问模式适用于共享数据时,才能完全实现并发性增强。

在 writer 释放写入锁时,reader 和 writer 都处于等待状态,在这时要确定是授予读取锁还是授予写入锁。Writer 优先比较普遍,因为预期写入所需的时间较短并且不那么频繁。Reader 优先不太普遍,因为如果 reader 正如预期的那样频繁和持久,那么它将导致对于写入操作来说较长的时延。公平或者“按次序”实现也是有可能的。

在 reader 处于活动状态而 writer 处于等待状态时,确定是否向请求读取锁的 reader 授予读取锁。Reader 优先会无限期地延迟 writer,而 writer 优先会减少可能的并发。

 

我们创建信用卡类:

package com.entity;
public class BankCard { 
 private String cardid = "XZ456789"; 
 private int balance = 10000;
 public String getCardid() {
  return cardid;
 }
 public void setCardid(String cardid) {
  this.cardid = cardid;
 }
 public int getBalance() {
  return balance;
 }
 public void setBalance(int balance) {
  this.balance = balance;
 }
}

里面有卡号和父母已经存的钱。

儿子花钱首先要获得写的锁把卡锁了,然后再花钱。之后放开这个锁。

package com.thread;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import com.entity.BankCard;
/**
 * @说明 儿子类,只消费
 */
public class Consumer implements Runnable {
 BankCard bc = null;
 ReadWriteLock lock = null;
 Consumer(BankCard bc, ReadWriteLock lock) {
  this.bc = bc;
  this.lock = lock;
 }
 public void run() {
  try {
   while(true){
    lock.writeLock().lock(); 
    System.out.print("儿子要消费,现在余额:" + bc.getBalance() + "\t");
    bc.setBalance(bc.getBalance() - 2000);
    System.out.println("儿子消费2000元,现在余额:" + bc.getBalance());
    lock.writeLock().unlock(); 
    Thread.sleep(3 * 1000); 
   }
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }  
 }
}

父母类只监督这个卡的使用,获得的是读的锁。

package com.thread;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import com.entity.BankCard;
/**
 * @说明 父母类,只监督
 */
public class Consumer2 implements Runnable {
 BankCard bc = null;
 int type = 0;
 ReadWriteLock lock = null;
 Consumer2(BankCard bc, ReadWriteLock lock,int type) {
  this.bc = bc;
  this.lock = lock;
  this.type = type;
 }
 public void run() {
  try {
   while(true){
    lock.readLock().lock(); 
    if(type==2)
     System.out.println("父亲要查询,现在余额:" + bc.getBalance());
    else
     System.out.println("老妈要查询,现在余额:" + bc.getBalance());
    //lock.readLock().unlock();
    Thread.sleep(1 * 1000);
   }
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }  
 }
}

运行程序,儿子开始花钱,父母两人一直在查看花钱情况。

package com.thread;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
import com.entity.BankCard;
public class MainThread {
 public static void main(String[] args) {
  BankCard bc = new BankCard();
  ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
  ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
  Consumer cm1 = new Consumer(bc, lock);
  Consumer2 cm2 = new Consumer2(bc, lock , 1);
  Consumer2 cm3 = new Consumer2(bc, lock , 2);
  pool.execute(cm1);
  pool.execute(cm2);
  pool.execute(cm3);
 }
}

我们来看一下运行结果:

儿子要消费,现在余额:10000 儿子消费2000元,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
儿子要消费,现在余额:8000 儿子消费2000元,现在余额:6000
父亲要查询,现在余额:6000
老妈要查询,现在余额:6000
老妈要查询,现在余额:6000
父亲要查询,现在余额:6000
父亲要查询,现在余额:6000
老妈要查询,现在余额:6000
老妈要查询,现在余额:6000
儿子要消费,现在余额:6000 儿子消费2000元,现在余额:4000
父亲要查询,现在余额:4000

 读写锁是互斥的,但是对于读来说没有互斥性。

也就是说读和写必须分开,但是资源可以同时被几个线程访问。不管是读还是写没有释放锁,其他线程就一直等待锁的释放。

我们来注释父母监督时锁的释放:

lock.readLock().unlock();

再次运行:

儿子要消费,现在余额:10000 儿子消费2000元,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000
老妈要查询,现在余额:8000
父亲要查询,现在余额:8000

可以看到儿子花了一次钱后,父母把卡给锁了,儿子不能在花钱,但是父母两个人都可以一直查询卡的余额。 

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