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StampedLock读写锁

“StampedLock简介”
StampedLock的状态由版本和模式组成。get lock方法返回一个表示和控制对锁状态的访问的戳。
StampedLock提供三种模式来控制访问锁:

写入模式

获取写锁，这是独占的。当锁处于写模式时，您无法获得读锁，并且所有乐观读验证都将失败。

writeLock():阻塞等待锁的独占获取，并返回一个戳。如果为0，则采集失败。
TryWriteLock():`尝试获取一个写锁并返回一个时间戳。如果为0，则采集失败。
Long trywritelock (长时间，时间单位单位):当试图获取一个独占写锁时，可以等待一个事件并返回一个stamp。如果为0，则采集失败。
long writelockinterrupt():尝试获取一个独占的写锁，它可以被中断并返回一个时间戳。如果为0，则采集失败。
UnlockWrite(long stamp):`释放独占写锁，并传入以前获取的stamp。
tryUnlockWrite():如果持有写锁，则该锁将在没有标记值的情况下被释放。这种方法对于出错后的恢复可能很有用。

long stamp = lock . write lock()；
尝试{
....
}最后{
lock.unlockWrite(戳)；
}

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读取模式

独占读锁之后的悲观之路。

readLock():阻塞等待获取非独占读锁，并返回一个stamp。如果为0，则采集失败。
TryReadLock():`尝试获取一个读锁并返回一个时间戳。如果为0，则采集失败。
长读锁(long time，时间单位单位):当试图获取读锁时，可以等待一个事件并返回一个时间戳。如果为0，则采集失败。
Readlockinterrupt():等待获取非独占读锁的块，它可以被中断并返回一个stamp。如果为0，则采集失败。
UnlockRead(long stamp):释放非独占读锁，并传入之前获取的stamp。
tryUnlockRead():如果持有读锁，释放持有一次，不需要stamp值。这种方法对于出错后的恢复可能很有用。

长戳= lock . read lock()；
尝试{
....
}最后{
lock . unlock read(stamp)；
}

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乐观阅读模式

乐观是指如果读操作多，写操作少，可以乐观地认为写和读同时发生的概率很小，可以使用完全读锁，不悲观。在读取数据后，程序可以通过写入来检查它是否被更改，然后采取后续措施(重新读取更改的信息或抛出异常)。这个小小的改进可以大大提高程序的吞吐量。
StampedLock支持tryOptimisticRead()方法。阅读后，进行盖章检查。如果检查通过，则意味着在此期间没有其他线程写入，数据可以安全使用。如果检查失败，需要重新获取读锁以确保数据一致性。

TryOptimisticRead():`返回一个可以在以后验证的戳，如果以独占方式锁定，则返回零。
boolean validate(long stamp):如果自给定的stamp发出后锁尚未被独占获取，则返回true。

long stamp = lock . trypositicread()；
//检查戳记
如果(！lock.validate(stamp)){
//锁定升级
}

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此外，StampedLock提供api来实现上述三种转换方式:

`长tryConvertToWriteLock(长戳)'

如果锁定状态与给定的标记匹配，请执行下列操作之一。如果该标记指示持有写锁，则返回该标记。或者，如果是读锁，并且写锁可用，则释放读锁并返回写戳。或者，在乐观读取的情况下，写戳只有在立即可用时才返回。在所有其他情况下，该方法返回零。

` long tryConvertToReadLock(长戳)'

如果锁定状态与给定的标记匹配，请执行下列操作之一。如果标记指示持有写锁，则释放它并获得读锁。或者，如果是读锁，则返回它。或者，在乐观读取的情况下，只有当读取标记立即可用时，才会获得读取锁并返回读取标记。在所有其他情况下，该方法返回零。

长tryConvertToOptimisticRead(长戳)

如果锁的状态与给定的标记相匹配，那么如果标记指示锁被持有，则释放锁并返回观察标记。或者，如果是乐观阅读，验证后返回。在所有其他情况下，该方法都返回0，因此它作为“tryUnlock”的一种形式可能很有用。
演示示例
用下面的例子来演示StampedLock的用法。这个例子来自jdk中的javadoc。

@Slf4j
@数据
公共类点{
私有双x，y；
private final StampedLock sl = new StampedLock()；

void move(double deltaX，double deltaY)抛出中断异常{
//涉及共享资源的修改，使用写锁排他操作。
long stamp = sl . write lock()；
log.info("writeLock锁成功")；
thread . sleep(500)；
尝试{
x+= deltaX；
y+= deltaY；
}最后{
sl.unlockWrite(盖章)；
log.info("解锁写锁成功")；
}
}

/**
*使用乐观读锁访问共享资源。
*注意:乐观读锁需要将一个要操作的变量复制到方法栈中，以保证数据的一致性，其他写者在操作数据时可能已经修改了数据。
*而我们操作的是方法栈中的数据，也就是快照，所以返回最多的数据不是最新的数据，但是一致性还是有保证的。
*
* @返回
*/
double distanceFromOrigin()抛出InterruptedException {
long stamp = sl . trypositicread()；//使用乐观读锁
log . info(" trypositicread锁成功")；
//睡一秒钟
thread . sleep(1000)；
double currentX = x，currentY = y；//将共享资源复制到本地方法堆栈中。
如果(！Sl.validate(stamp)) {//如果写锁被占用，可能会导致数据不一致，所以切换到正常的读锁模式。
log.info("验证戳记错误")；
stamp = sl . read lock()；
log.info("readLock成功")；
尝试{
currentX = x；
currentY = y；
}最后{
sl.unlockRead(盖章)；
log.info("解锁读取成功")；
}
}
return math . sqrt(currentX * currentX+currentY * currentY)；
}

void moveIfAtOrigin(double newX，double newY) { //升级
//可以从乐观模式而不是读取模式开始
长戳= sl . read lock()；
尝试{
while (x == 0.0 && y == 0.0) {
long ws = sl . tryconverttowritelock(stamp)；//读锁转换为写锁
如果(ws！= 0L) {
stamp = ws
x = newX
y = newY
打破；
}否则{
sl.unlockRead(盖章)；
stamp = sl . write lock()；
}
}
}最后{
sl.unlock(盖章)；
}
}
}

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测试案例:

@测试
public void testStamped()引发InterruptedException {
Point Point = new Point()；
point . setx(1)；
point . sety(2)；
//线程0执行了乐观读取。
Thread thread0 =新线程(()--> {
尝试{
//乐观地阅读
point . distance fromorigin()；
} catch (InterruptedException e) {
e . printstacktrace()；
}
}，“thread-0”)；
thread 0 . start()；

thread . sleep(500)；
//线程1执行写锁定
Thread thread1 =新线程(()--> {
//乐观地阅读
尝试{
point.move(3，4)；
} catch (InterruptedException e) {
e . printstacktrace()；
}
}，“线程-1”)；
thread 1 . start()；

thread 0 . join()；
thread 1 . join()；
}

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结果:

！[图片](https://P3-Jue Jin . byte img . com/tos-cn-I-k 3u 1 FB pfcp/913 e 41 e 58 a 104 a 83 BDA 9 aacb 224 a 567 c 6 ~ tplv-k 3u 1 FB pfcp-zoom-in-crop-mark:4550

性能比较
因为StampedLock的乐观读取模式和高性能高吞吐量，具体性能提升多少？
下图显示，与ReadWritLock相比，在一个线程的情况下，读取速度是4倍左右，写入速度是1倍。

！[图片](https://P3-Jue Jin . byte img . com/tos-cn-I-k 3u 1 FB pfcp/c 6 ebfa 5c 54537 a 07 b 02973 b 74 b 44 ~ tplv-k 3u 1 FB pfcp-zoom-in-crop-mark:4533

下图显示，当有16个线程时，读性能是几十倍，写性能接近10倍:

！[图片](https://P3-Jue Jin . byte img . com/tos-cn-I-k 3u 1 FB pfcp/31c 9 f 81 e 3c 5c 401484818 c 066 df 6908 f ~ tplv-k 3u 1 FB pfcp-zoom-in-crop-mark:4550

下图显示了吞吐量的提高:

！[图片](https://P3-Jue Jin . byte img . com/tos-cn-I-k 3u 1 FB pfcp/00230309061 f 49 f 8957 da 62d 44 FDC 7 c 6 ~ tplv-k 3u 1 FB pfcp-zoom-in-crop-mark:44

那么这是否意味着“戳记锁”可以在所有方向上取代“ReentrantReadWriteLock”呢？答案是否定的，“戳记锁”相对于“ReentrantReadWriteLock”有以下两个问题:

不支持条件变量“Condition”。
支持不可重入

所以最终选择StampedLock还是ReentrantReadWriteLock取决于具体的业务场景。

摘要

本文主要介绍“盖章锁”的功能和使用。从原理上来说，虽然' Stamped Lock '没有像其他锁一样定义内部类来实现AQS框架，但是' Stamped Lock '的基本实现思想是使用CLH队列来管理线程，通过同步状态值来指示锁的状态和类型。