Java读写锁互斥
读写锁是多线程编程中一种重要的同步机制，它能够提高并发读操作的效率，同时保证写操作的互斥性。在Java中，我们可以使用ReadWriteLock接口及其实现类ReentrantReadWriteLock来实现读写锁。
读写锁的概念
读写锁是一种特殊的互斥锁，它允许多个线程同时读取共享资源，但在写操作时会阻塞其他线程的读和写操作。与传统的互斥锁不同，读写锁可以提高并发读操作的效率，从而提升程序的性能。
读写锁有两个锁：读锁和写锁。多个线程可以同时获取读锁进行读操作，但只有一个线程可以获取写锁进行写操作。当某个线程获取写锁时，其他线程无法获取读锁或写锁，直到写操作完成。
读写锁的使用
Java提供了ReadWriteLock接口及其实现类ReentrantReadWriteLock来实现读写锁。我们可以通过以下步骤来使用读写锁：
步骤1：创建读写锁
ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
步骤2：获取读锁
Lock readLock = readWriteLock.readLock();
readLock.lock();
try {
// 读取共享资源
} finally {
readLock.unlock();
}
步骤3：获取写锁
Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();
writeLock.lock();
try {
// 修改共享资源
} finally {
writeLock.unlock();
}
在上面的示例中，我们首先创建了一个ReentrantReadWriteLock对象，然后通过readLock方法获取读锁，通过writeLock方法获取写锁。在读操作和写操作完成后，我们需要手动释放相应的锁。
读写锁的互斥性
读写锁保证了读操作和写操作的互斥性，即同一时刻只能有一个线程进行写操作。下面是一个使用读写锁的示例代码：
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class ReadWriteLockExample {
private static final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
private static int counter = 0;
public static void main(String[] args) {
Thread writerThread = new Thread(() -> {
writeData();
});
Thread readerThread = new Thread(() -> {
readData();
});
writerThread.start();
readerThread.start();
}
private static void writeData() {
readWriteLock.writeLock().lock();
try {
System.out.println("Writing data...");
// 模拟写操作
Thread.sleep(1000);
counter++;
System.out.println("Data written: " + counter);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
readWriteLock.writeLock().unlock();
}
}
private static void readData() {
readWriteLock.readLock().lock();
try {
System.out.println("Reading data: " + counter);
// 模拟读操作
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
readWriteLock.readLock().unlock();
}
}
}
在上面的示例中，我们创建了一个ReadWriteLock对象，并在writeData方法中获取写锁，模拟写操作；在readData方法中获取读锁，模拟读操作。运行程序后，我们可以看到写操作和读操作是互斥的，同一时刻只能有一个线程进行写操作。
序列图
下面是一个使用读写锁的序列图示例：
sequenceDiagram
participant ThreadA
participant ThreadB
participant Lock
ThreadA->>Lock: 获取写锁
Lock->>ThreadA: 获取到锁
ThreadB->>Lock: 获取读锁
Lock->>ThreadB: 获取到锁
ThreadA->>Lock: 释放写锁
Lock->>ThreadA: 锁释放
ThreadB->>Lock: 释放读锁
Lock->>ThreadB: 锁释放
