本文可作为传智播客《张孝祥-Java多线程与并发库高级应用》的学习笔记。
这一节我们做一个缓存系统。
在读本节前
请先阅读
ReentrantReadWriteLock读写锁的使用1
第一版
public class CacheDemo {
private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
public static void main(String[] args) {
CacheDemo cd = new CacheDemo();
System.out.println("ss "+cd.getData2("ss"));
System.out.println("ss "+cd.getData2("ss"));
System.out.println("mm "+cd.getData2("mm"));
System.out.println("mm "+cd.getData2("mm"));
}
public Object getData2(String key){
Object o=cache.get(key);
if (o==null) { //标识1
System.out.println("第一次查 没有"+key);
o=Math.random(); //实际上从数据库中获得
cache.put(key, o);
}
return o;
}
}
运行结果:
第一次查 没有ss
ss 0.4045014284225158
ss 0.4045014284225158
第一次查 没有mm
mm 0.9994663041529088
mm 0.9994663041529088
似乎没有问题。
你觉得呢?
如果有三个线程同时第一次到了getData2()的标识1处(所查找的key也都一样),一检查o为null,然后就去查数据库。在这种情况下,就等于三个线程查同一个key,然后都去了数据库。
这显然是不合理的。
第二版 synchronized
最简单的办法
public synchronized Object getData2(String key){
//.....
}
第三版 锁
上一节我们提到了ReentrantLock可以替换synchronized,前者是一种更为面向对象的设计。那我们试试。
private Lock l=new ReentrantLock(); //l作为CacheDemo的成员变量
public Object getData3(String key) {
l.lock();
Object o=null;
try {
o = cache.get(key);
if (o == null) { // 标识1
System.out.println("第一次查 没有" + key);
o = Math.random(); // 实际上从数据库中获得
cache.put(key, o);
}
} finally {
l.unlock();
}
return o;
}
第三版可以吗?
可以个p。
为什么,自己想。
我们得使用ReentrantReadWriteLock,在同一个方法中既有读锁也有写锁。
首先我又一个问题:
对同一个线程,可以在加了读锁后,没有解开读锁前,再加写锁吗?
换句话说,下面的代码会停吗?
public class CacheDemo {
private Map<String, Object> cache = new HashMap<String, Object>();
private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
public static void main(String[] args) {
CacheDemo cd = new CacheDemo();
cd.getData2();
}
public void getData2(){
rwl.readLock().lock();
System.out.println(1);
rwl.writeLock().lock();
System.out.println(2);
rwl.readLock().unlock();
System.out.println(3);
rwl.writeLock().unlock();
System.out.println(4);
}
}
亲自试一下,控制台输出1后,程序就不动了。
说明加写锁前,读锁得先解开。
第四版
即有读锁,又有写锁
public static void main(String[] args) {
CacheDemo cd = new CacheDemo();
System.out.println("ss "+cd.getData4("ss"));
System.out.println("ss "+cd.getData4("ss"));
System.out.println("mm "+cd.getData4("mm"));
System.out.println("mm "+cd.getData4("mm"));
}
public Object getData4(String key){
rwl.readLock().lock();
Object o=null;
try {
o=cache.get(key);
if (o==null) {
System.out.println("第一次查 没有"+key);
rwl.readLock().unlock(); //标识4
rwl.writeLock().lock();
try {
if(value==null){ //标识0
value = "aaaa";//实际调用 queryDB();
cache.put(key,value);
}
} finally {
rwl.writeLock().unlock();
}
rwl.readLock().lock(); //标识1
}
}finally {
rwl.readLock().unlock(); //标注2
}
return o;
}
结果
第一次查 没有ss
ss 0.5989899889645358
ss 0.5989899889645358
第一次查 没有mm
mm 0.8534424949014686
mm 0.8534424949014686
这个还有三个问题
1为什么在标识2处还得解锁。
这个答案在上一节已经提过。
2为什么在标识1出还得加锁?
如果标识1处不加锁,且程序一直正常执行,那么到标识2处,它解谁的锁?
3为什么标识0出还要检查一次?
如果同时又三个线程运行到标识4(查找相同的key),其中一个获得写锁,写入数据后,释放了写锁。此时另外两个线程还需要去数据库跑一趟么?
另外把标识1处的加读锁,放到finally的前面称之为降级锁。对降级锁,我目前也不太清楚。
官方文档中给了一个例子就是关于降级锁,如下
class CachedData {
Object data;
volatile boolean cacheValid;
final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
void processCachedData() {
rwl.readLock().lock();
if (!cacheValid) {
// Must release read lock before acquiring write lock
rwl.readLock().unlock();
rwl.writeLock().lock();
try {
// Recheck state because another thread might have
// acquired write lock and changed state before we did.
if (!cacheValid) {
data = ...
cacheValid = true;
}
// Downgrade by acquiring read lock before releasing write lock
rwl.readLock().lock();
} finally {
rwl.writeLock().unlock(); // Unlock write, still hold read
}
}
try {
use(data);
} finally {
rwl.readLock().unlock();
}
}
}
感谢glt