1. 前面介绍的ReadWriteLock可以解决多线程同时读,但只有一个线程能写的问题。如果我们深入分析ReadWriteLock,会发现它有个潜在的问题:如果有线程正在读,写线程需要等待读线程释放锁后才能获取写锁,即读的过程中不允许写,这是一种悲观的读锁。即有我没它,有它没我。<br /> 为了进一步提升并发执行效率,Java 8引入了新的读写锁:StampedLock。它和ReadWriteLock相比,改进之处在于:但是,在Optimistic reading(三种模式之一)中,即使读线程获取到了读锁,写线程尝试获取写锁也不会阻塞,这相当于对读模式的优化,但是可能会导致数据不一致的问题。所以,当使用Optimistic reading获取到读锁时,必须对获取结果进行校验。显然乐观读锁的并发效率更高,但一旦有小概率的写入导致读取的数据不一致,需要能检测出来,再读一遍就行。

StampedLock的特点

StampedLock的主要特点概括一下,有以下几点:

  1. 所有获取锁的方法,都返回一个邮戳(Stamp),Stamp为0表示获取失败,其余都表示成功;
  2. 所有释放锁的方法,都需要一个邮戳(Stamp),这个Stamp必须是和成功获取锁时得到的Stamp一致;
  3. StampedLock是不可重入的;(如果一个线程已经持有了写锁,再去获取写锁的话就会造成死锁)
  4. StampedLock有三种访问模式:
    ①Reading(读模式):功能和ReentrantReadWriteLock的读锁类似
    ②Writing(写模式):功能和ReentrantReadWriteLock的写锁类似
    ③Optimistic reading(乐观读模式):这是一种优化的读模式。
  5. StampedLock支持读锁和写锁的相互转换
    我们知道RRW中,当线程获取到写锁后,可以降级为读锁,但是读锁是不能直接升级为写锁的。
    StampedLock提供了读锁和写锁相互转换的功能,使得该类支持更多的应用场景。
  6. 无论写锁还是读锁,都不支持Conditon等待

先来看一个Oracle官方的例子:

  1. package com.example.customers.humm.thread.stampedLock;
  2. import java.util.concurrent.locks.StampedLock;
  3. public class StampedLockDemo {
  4. private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();
  5. private double x;
  6. private double y;
  7. public void move(double deltaX, double deltaY) {
  8. long stamp = stampedLock.writeLock(); // 获取写锁
  9. try {
  10. x += deltaX;
  11. y += deltaY;
  12. } finally {
  13. stampedLock.unlockWrite(stamp); // 释放写锁
  14. }
  15. }
  16. public double distanceFromOrigin() {
  17. long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); // 获得一个乐观读锁
  18. // 注意下面两行代码不是原子操作
  19. // 假设x,y = (100,200)
  20. double currentX = x;
  21. // 此处已读取到x=100,但x,y可能被写线程修改为(300,400)
  22. double currentY = y;
  23. // 此处已读取到y,如果没有写入,读取是正确的(100,200)
  24. // 如果有写入,读取是错误的(100,400)
  25. if (!stampedLock.validate(stamp)) { // 检查乐观读锁后是否有其他写锁发生
  26. stamp = stampedLock.readLock(); // 获取一个悲观读锁
  27. try {
  28. currentX = x;
  29. currentY = y;
  30. } finally {
  31. stampedLock.unlockRead(stamp); // 释放悲观读锁
  32. }
  33. }
  34. return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
  35. }
  36. }
  1. 上述示例最特殊的其实是distanceFromOrigin方法,这个方法中使用了“Optimistic reading”乐观读锁,使得读写可以并发执行,但是“Optimistic reading”的使用必须遵循以下模式:
  1. long stamp = lock.tryOptimisticRead(); // 非阻塞获取版本信息
  2. copyVaraibale2ThreadMemory(); // 拷贝变量到线程本地堆栈
  3. if(!lock.validate(stamp)){ // 校验
  4. long stamp = lock.readLock(); // 获取读锁
  5. try {
  6. copyVaraibale2ThreadMemory(); // 拷贝变量到线程本地堆栈
  7. } finally {
  8. lock.unlock(stamp); // 释放悲观锁
  9. }
  10. }
  11. useThreadMemoryVarables(); // 使用线程本地堆栈里面的数据进行操作
  1. ReadWriteLock相比,写入的加锁是完全一样的,不同的是读取。注意到首先我们通过tryOptimisticRead()获取一个乐观读锁,并返回版本号。接着进行读取,读取完成后,我们通过validate()去验证版本号,如果在读取过程中没有写入,版本号不变,验证成功,我们就可以放心地继续后续操作。如果在读取过程中有写入,版本号会发生变化,验证将失败。在失败的时候,我们再通过获取悲观读锁再次读取。由于写入的概率不高,程序在绝大部分情况下可以通过乐观读锁获取数据,极少数情况下使用悲观读锁获取数据。<br /> 可见,StampedLock把读锁细分为乐观读和悲观读,能进一步提升并发效率。但这也是有代价的:一是代码更加复杂,二是StampedLock是不可重入锁,不能在一个线程中反复获取同一个锁。StampedLock还提供了更复杂的将悲观读锁升级为写锁的功能,它主要使用在if-then-update的场景:即先读,如果读的数据满足条件,就返回,如果读的数据不满足条件,再尝试写。<br /> StampedLock提供了乐观读锁,可取代ReadWriteLock以进一步提升并发性能;StampedLock是不可重入锁。可以看到。

三、StampedLock原理

待学习!!

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