java并发--- AQS下的ReentrantReadWriteLock和StampedLock

ReentrantReadWriteLock

    是ReadWriteLock接口的实现类。ReadWriteLock接口的核心方法是readLock()，writeLock()。实现了并发读、互斥写。但读锁会阻塞写锁，是悲观锁的策略。

JDK1.8下，如图ReentrantReadWriteLock有5个静态方法：
Sync：继承于经典的AbstractQueuedSynchronizer（传说中的AQS）,是一个抽象类，包含2个抽象方法readerShouldBlock()；writerShouldBlock()
FairSync和NonfairSync：继承于Sync,分别实现了公平/非公平锁。

    如果读取执行情况很多，写入很少的情况下，使用 ReentrantReadWriteLock 可能会使写入线程遭遇饥饿（Starvation）问题，也就是写入线程吃吃无法竞争到锁定而一直处于等待状态。

应用伪代码：

package concurrency.example.lock;

import concurrency.annotations.ThreadSafe;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

/*
 *Created by William on 2018/4/26 0026
 *ReentrantReadWriteLock，悲观读，有写就不给读
 */
@Slf4j
@ThreadSafe
public class ReentrantReadWriteExample1 {

    private final Map map = new TreeMap<>();

    private final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

    private final  Lock readLock = lock.readLock();

    private final Lock writeLock = lock.writeLock();

    private final static Lock reentrantLock = new ReentrantLock();

    public Data get(String key){
        readLock.lock();
        try {
            return map.get(key);
        }finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

    public Set getAllKeys(){
        readLock.lock();
        try {
            return map.keySet();
        }finally {
            readLock.unlock();
        }
    }

    public Data put(String key, Data value){
        writeLock.lock();
        try {
            return map.put(key,value);
        }finally {
            writeLock.unlock();
        }
    }
    class Data{

    }
}

StampedLock

    StampedLock控制锁有三种模式（写，读，乐观读），一个StampedLock状态是由版本和模式两个部分组成，锁获取方法返回一个数字作为票据stamp，它用相应的锁状态表示并控制访问，数字0表示没有写锁被授权访问。在读锁上分为悲观锁和乐观锁。

    所谓的乐观读模式，也就是若读的操作很多，写的操作很少的情况下，你可以乐观地认为，写入与读取同时发生几率很少，因此不悲观地使用完全的读取锁定，程序可以查看读取资料之后，是否遭到写入执行的变更，再采取后续的措施（重新读取变更信息，或者抛出异常） ，这一个小小改进，可大幅度提高程序的吞吐量！！

应用代码：

package concurrency.example.lock;

import java.util.concurrent.locks.StampedLock;

/**
 * 乐观读锁，读操作大量，写操作少的时候，可以使用该锁
 * 源码例子
 */
public class StampedLockExample1 {

    class Point {
        private double x, y;
        private final StampedLock sl = new StampedLock();

        void move(double deltaX, double deltaY) { // an exclusively locked method
            long stamp = sl.writeLock();
            try {
                x += deltaX;
                y += deltaY;
            } finally {
                sl.unlockWrite(stamp);
            }
        }

        //下面看看乐观读锁案例
        double distanceFromOrigin() { // A read-only method
            long stamp = sl.tryOptimisticRead(); //获得一个乐观读锁
            double currentX = x, currentY = y;  //将两个字段读入本地局部变量
            if (!sl.validate(stamp)) { //检查发出乐观读锁后同时是否有其他写锁发生？
                stamp = sl.readLock();  //如果没有，我们再次获得一个读悲观锁
                try {
                    currentX = x; // 将两个字段读入本地局部变量
                    currentY = y; // 将两个字段读入本地局部变量
                } finally {
                    sl.unlockRead(stamp);
                }
            }
            return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
        }

        //下面是悲观读锁案例
        void moveIfAtOrigin(double newX, double newY) { // upgrade
            // Could instead start with optimistic, not read mode
            long stamp = sl.readLock();
            try {
                while (x == 0.0 && y == 0.0) { //循环，检查当前状态是否符合
                    long ws = sl.tryConvertToWriteLock(stamp); //将读锁转为写锁
                    if (ws != 0L) { //这是确认转为写锁是否成功
                        stamp = ws; //如果成功 替换票据
                        x = newX; //进行状态改变
                        y = newY;  //进行状态改变
                        break;
                    } else { //如果不能成功转换为写锁
                        sl.unlockRead(stamp);  //我们显式释放读锁
                        stamp = sl.writeLock();  //显式直接进行写锁 然后再通过循环再试
                    }
                }
            } finally {
                sl.unlock(stamp); //释放读锁或写锁
            }
        }
    }
}

总结

1.当只有少量的锁时候，syncronized是很好的实现，不会死锁；
2.竞争者不少，锁数量的增长我们是可以预估的，ReenTrantLock是很好的实现；