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:
- 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;
- 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;
- 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)
- 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。 - 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。 - 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:
package com.example.customers.humm.thread.stampedLock;
import java.util.concurrent.locks.StampedLock;
public class StampedLockDemo {
private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();
private double x;
private double y;
public void move(double deltaX, double deltaY) {
long stamp = stampedLock.writeLock(); // 获取写锁
try {
x += deltaX;
y += deltaY;
} finally {
stampedLock.unlockWrite(stamp); // 释放写锁
}
}
public double distanceFromOrigin() {
long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); // 获得一个乐观读锁
// 注意下面两行代码不是原子操作
// 假设x,y = (100,200)
double currentX = x;
// 此处已读取到x=100,但x,y可能被写线程修改为(300,400)
double currentY = y;
// 此处已读取到y,如果没有写入,读取是正确的(100,200)
// 如果有写入,读取是错误的(100,400)
if (!stampedLock.validate(stamp)) { // 检查乐观读锁后是否有其他写锁发生
stamp = stampedLock.readLock(); // 获取一个悲观读锁
try {
currentX = x;
currentY = y;
} finally {
stampedLock.unlockRead(stamp); // 释放悲观读锁
}
}
return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
}
}
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:
long stamp = lock.tryOptimisticRead(); // 非阻塞获取版本信息
copyVaraibale2ThreadMemory(); // 拷贝变量到线程本地堆栈
if(!lock.validate(stamp)){ // 校验
long stamp = lock.readLock(); // 获取读锁
try {
copyVaraibale2ThreadMemory(); // 拷贝变量到线程本地堆栈
} finally {
lock.unlock(stamp); // 释放悲观锁
}
}
useThreadMemoryVarables(); // 使用线程本地堆栈里面的数据进行操作
和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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