Java并发编程专题（七）-- JUC ReadWriteLock的用法

什么是ReadWriteLock

ReadWriteLock是一个可以被分成读锁和写锁两个锁的锁对象，它可以允许多个线程同时读数据，但只允许一个线程写数据。读操作可以并发执行，写操作不能被并发执行，写操作必须有排他性。

ReadWriteLock的使用场景

适用于读操作非常频繁，写操作较少的场景。如果我们使用普通的互斥锁ReentrantLock来保护共享数据，那么在读操作极其频繁的情况下，会造成写线程的饥饿，导致写线程执行的效率非常低下。因为读操作不会修改共享数据，所以可以允许多个线程同时读取，提高读取效率，同时又能保证写操作时的安全性。

ReadWriteLock的接口

ReadWriteLock定义了两个锁的接口，读锁接口ReadLock和写锁接口WriteLock。

public interface ReadWriteLock {
    Lock readLock();//返回读锁
    Lock writeLock();//返回写锁
}

ReadWriteLock示例一：读写分离缓存

读写分离缓存是一个典型的应用场景。在这个场景中，缓存中的数据可以被多个线程读取，但是只有一个线程可以写入缓存。我们可以使用ReadWritLock来实现读写分离缓存。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class Cache {
    static Map<String, Object> cacheMap = new HashMap<>();
    static ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

    public static Object get(String key) {
        rwl.readLock().lock();//获取读锁
        try {
            return cacheMap.get(key);
        } finally {
            rwl.readLock().unlock();//释放读锁
        }
    }

    public static void put(String key, Object value) {
        rwl.writeLock().lock();//获取写锁
        try {
            cacheMap.put(key, value);
        } finally {
            rwl.writeLock().unlock();//释放写锁
        }
    }
}

ReadWriteLock示例二：统计学生平均成绩

统计学生平均成绩也是一个典型的应用场景。在这个场景中，每个线程计算某个学生的平均成绩，并且不会修改学生的成绩信息。我们可以使用ReadWritLock来实现多线程并发统计学生平均成绩。

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class StudentScore {
    private String name;
    private int[] scores;
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

    public StudentScore(String name, int[] scores) {
        this.name = name;
        this.scores = scores;
    }

    public double getAverageScore() {
        double average = 0.0;
        rwl.readLock().lock(); //获取读锁
        try {
            for (int score : scores) {
                average += score;
            }
            average /= scores.length;
            return average;
        } finally {
            rwl.readLock().unlock(); //释放读锁
        }
    }
}

使用以上示例中的StudentScore类分别创建多个线程，每个线程计算某个学生的平均成绩。在多线程执行时，读锁可以允许多个线程同时读取某个学生的成绩信息，不需要阻塞其他的线程，提高了程序的执行效率。

总结

ReadWriteLock允许多个线程同时读取共享数据，而写入操作只能被一个线程执行。它提供了比重入锁更高效的锁机制，适用于读操作远大于写操作的场景。在多个线程读取同样的数据时，可以使用读锁；在修改数据时，必须使用写锁。