ReentrantReadWriteLock通过分离读写锁提升并发性能，允许多个线程同时读，但写操作独占；示例展示缓存类中读写分离的实现，强调锁必须在finally中释放、写锁可降级为读锁但读锁不可升级为写锁，适用于读多写少场景。
在Java中，ReentrantReadWriteLock 是一种高效的同步工具，适用于读多写少的并发场景。它通过分离读锁和写锁，允许多个线程同时读取共享资源，但写操作是独占的，从而提升并发性能。下面介绍如何使用它实现读写分离。
读写锁的基本原理
ReentrantReadWriteLock 维护了一对锁：
- 读锁（ReadLock）：多个线程可以同时持有读锁，适用于只读操作。
- 写锁（WriteLock）：写锁是独占的，同一时刻只能有一个线程持有写锁，且此时不允许任何读操作。
这种机制保证了：
- 读读不互斥
- 读写互斥
- 写写互斥
基本使用示例
以下是一个简单的缓存类，使用 ReentrantReadWriteLock 实现读写分离：
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import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; public class ReadWriteCache { private final Map<String, Object> cache = new HashMap<>(); private final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock(); private final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = rwLock.readLock(); private final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = rwLock.writeLock(); // 读操作：获取值 public Object get(String key) { readLock.lock(); try { return cache.get(key); } finally { readLock.unlock(); } } // 写操作：放入值 public Object put(String key, Object value) { writeLock.lock(); try { return cache.put(key, value); } finally { writeLock.unlock(); } } // 写操作：清除缓存 public void clear() { writeLock.lock(); try { cache.clear(); } finally { writeLock.unlock(); } } }
使用要点与注意事项
在实际使用中，有几个关键点需要注意：
- 必须在 finally 块中释放锁，防止死锁。
- 读锁不能升级为写锁，否则会导致死锁。如果需要更新数据，应先释放读锁，再获取写锁。
- 写锁可以降级为读锁：持有写锁的线程可以获取读锁后再释放写锁，适用于“先修改后读取”的场景。
- 锁的获取和释放必须在同一线程中完成。
- 适合读多写少的场景，如果写操作频繁，读锁的优势会被削弱。
锁降级示例
有时候需要在修改数据后保持读访问，可以使用写锁降级：
public Object processData(String key) { readLock.lock(); Object value = cache.get(key); if (value == null) { readLock.unlock(); // 释放读锁 writeLock.lock(); try { // 再次检查是否已加载，避免重复写 value = cache.get(key); if (value == null) { value = expensiveOperation(); cache.put(key, value); } // 在释放写锁之前获取读锁，实现降级 readLock.lock(); } finally { writeLock.unlock(); } // 现在由读锁保护，继续使用 value } try { return process(value); } finally { readLock.unlock(); } }
基本上就这些。合理使用 ReentrantReadWriteLock 能有效提升并发读的性能，但要注意锁的获取顺序和释放时机，避免死锁和数据不一致问题。不复杂但容易忽略细节。