深入多线程之:Reader与Write Locks(读写锁)的使用详解

《深入多线程之:Reader与Write Locks(读写锁)的使用详解》是一篇介绍Java并发编程中读写锁的文章。文章深入浅出地介绍了读写锁的基本概念、原理、使用场景及使用方式，并附有具体的示例说明。下面我将详细介绍本文的主要内容。

1. 什么是读写锁

读写锁是一种特殊的锁，它与常规的互斥锁不同，读写锁允许多个线程同时读共享变量，但对该共享变量进行写操作时，必须互斥排队。读写锁将锁分为读锁和写锁，读线程可以共享读锁，写线程必须独占写锁。在读写锁的基础上，有ReadLock和WriteLock两种锁的操作类。

2. 适用场景

适用于有大量读操作，少量写操作的场景，读写锁可以提高程序的并发性能。

3. 读写锁的使用

使用读写锁方式是在需要使用锁对共享资源进行保护时，根据读写操作的特点，选择不同的锁进行加锁操作。下面给出读写锁的使用示例：

ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

// 读线程在获取读锁时不能获取到写锁
public void read() {
    rwLock.readLock().lock();
    try {
        // 读操作
    } finally {
        rwLock.readLock().unlock();
    }
}

// 写线程在获取写锁时必须独占锁
public void write() {
    rwLock.writeLock().lock();
    try {
        // 写操作
    } finally {
        rwLock.writeLock().unlock();
    }
}

4. 读写锁的示例

示例1：读写锁保护缓存

下面给出一个使用读写锁保护性缓存的示例，代码如下：

public class Cache {
    private Map<String, Object> cache = new HashMap<>();

    private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

    public Object get(String key) {
        rwLock.readLock().lock();
        try {
            return cache.get(key);
        } finally {
            rwLock.readLock().unlock();
        }
    }

    public void put(String key, Object value) {
        rwLock.writeLock().lock();
        try {
            cache.put(key, value);
        } finally {
            rwLock.writeLock().unlock();
        }
    }
}

上面的代码中，我们使用了ReentrantReadWriteLock类创建了一个读写锁，用来保护cache这个共享变量。利用读写锁，实现了读操作的并发访问，写操作的互斥访问，以避免出现竞争问题。

示例2：读写锁与StampedLock的比较

下面给出一个使用读写锁与StampedLock的对比示例，代码如下：

private int x = 0;

private ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();

private StampedLock stampedLock = new StampedLock();

public void incXWithReadWriteLock() {
    rwLock.writeLock().lock();
    try {
        x++;
    } finally {
        rwLock.writeLock().unlock();
    }
}

public void incXWithStampedLock() {
    long stamp = stampedLock.writeLock();
    try {
        x++;
    } finally {
        stampedLock.unlock(stamp);
    }
}

public int getXWithReadWriteLock() {
    rwLock.readLock().lock();
    try {
        return x;
    } finally {
        rwLock.readLock().unlock();
    }
}

public int getXWithStampedLock() {
    long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead();
    int currX = x;
    if (!stampedLock.validate(stamp)) {
        stamp = stampedLock.readLock();
        try {
            currX = x;
        } finally {
            stampedLock.unlockRead(stamp);
        }
    }
    return currX;
}

在这个例子中，我们用读写锁和StampedLock实现了对x变量的访问，其中incXWithReadWriteLock()和incXWithStampedLock()函数用来增加x变量的值，getXWithReadWriteLock()和getXWithStampedLock()函数返回x变量的值。在这个例子中很容易看到，StampedLock可以获得更高的并发性能，但是读写锁的使用看起来更加简洁易懂。

5. 总结

在Java并发编程中，读写锁是实现读多写少业务场景下重要的并发编程利器。本文介绍了读写锁的概念、适用场景及其使用方法，并通过示例详细展示了读写锁的实际应用。通过掌握本文所介绍的内容，读者可以更加深入地理解Java并发编程知识，提升多线程编程能力。