ReentrantReadWriteLock源码

       之前提到的锁（如 Metux 和 ReentrantLock ）基本都是排他锁，这些锁在同一时刻只允许一个线程访问，而读写锁（ReentrantReadWriteLock）在同一时刻允许多个读线程访问，但是在写线程访问时，所有的读线程和写线程都会被阻塞。读写锁维护了一对锁，一个读锁和一个写锁，通过分离读锁和写锁，使得并发性相比一般的排他锁有了很大提升。多个读锁不互斥，读锁和写锁互斥，这是由 JVM 自己控制的，你只要上好锁就可以了。

       读写锁的性能都会比排他锁好，因为在大多数场景下读多于写，在读多于写的情况下，读写锁比排他锁有更好的并发性和吞吐量，并发包 读写锁的实现类是 ReentrantReadWriteLock，它的特性如下：

1）公平性：支持非公平（默认方式）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平

2）重入性：该锁支持重入，以读写线程为例：读线程获取了读锁之后，能够再次获取读锁。而写线程获取了写锁之后能够再次获取写锁，同时也可以获取读锁（锁降级）

3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的顺序，写锁能够降级为读锁

4）ReadLock 可以被多个线程持有并且在持有时排斥任何的 WriteLock，而 WriteLock 则是完全的互斥。这一特性非常重要，对于高频率读取而相对低频率写入的场景，使用此锁可以提高并发量

5）不管是 ReadLock 还是 WriteLock 都支持 interrupt，语义和 ReentrantLock 一致

6）WriteLock 支持 Condition 并且与 ReentrantLock 语义一致，而 ReadLock 不能使用 Condition，否则抛出 UnSupportedOperationException 异常

线程进入读锁的条件：    

（1）没有其他线程的写锁       

（2）没有写请求或者有写请求（调用线程和持有锁的线程是同一个）

线程进入写锁的条件：   

（1）没有其他线程的写锁       

（2）没有其他线程的读锁

读写锁的接口与示例：

       读写锁 ReadWriteLock 接口仅仅定义了 readLock 和 writeLock 两个方法，而其实现类 ReentrantReadWriteLock 除了实现两个接口方法外，还提供了一些便于外界监控其内部工作状态的方法，这些方法如下：

接下来我们写一个使用读写锁的demo，具体代码如下：

下面我们使用读写锁实现一个非线程安全的 HashMap 的缓存，代码如下：

读写锁的实现分析：

       接下来我们分析 ReentrantReadWriteLock 的实现，主要包括：读写状态的设计、写锁的获取与释放、读锁的获取与释放以及锁降级。

一、读写状态的实现

       ReentrantReadWriteLock 同样依赖于自定义同步器实现同步功能，而读写状态就是其同步器的同步状态。回想 ReentrantLock 中自定义同步器的实现，同步状态表示锁被一个线程重复获取的次数，而读写锁的自定义同步器需要在同步状态（一个整型变量）上维护多个读线程和一个写线程的状态，使得该状态的设计成为读写锁实现的关键。

       如果在一个整型变量上维护多种状态，就一定要“按位切割使用”这个变量，读写锁将变量切分成两个部分，高16位表示读，低16位表示写，划分方式如下图所示：

假设当前同步状态值为 S

写状态： S & 0X0000FFFF（将高16位全部抹去，即 左边16个0，右边16个1），写状态增加 1 时，等于 S +1

读状态： S >> 16（无符号补0，右移16位，只剩下高位16位），读状态增加 1 时，等于 S +（1 <<16）,也就是 S + 0X00010000

       根据状态的划分得出一个推论：S 不等于 0 时，当写状态（S & 0X0000FFFF）等于0，而读状态（S >> 16）不等于 0 时，此时是读锁已被获取

二、写锁的获取与释放（独占锁）

（1）写锁的获取源代码如下：

（2）写锁的释放源代码如下：

三、读锁的获取于释放

（1）读锁的获取源代码如下：

（2）读锁的释放源码如下：

四、锁降级

锁降级指的是写锁降级为读锁。锁降级是指当前拥有写锁（未释放），再获取到读锁，随后释放写锁的过程。下面我们来看一个例子：