【详解】JUC之StampedLock

引出

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。

要进一步提升并发执行效率,Java 8引入了新的读写锁:StampedLock。

出现的问题如果有999个需要读锁,1个需要写锁,此时,写的线程,很难得到执行。

StampedLock和ReadWriteLock相比,改进之处在于:读的过程中也允许获取写锁后写入!这样一来,我们读的数据就可能不一致,所以,需要一点额外的代码来判断读的过程中是否有写入,这种读锁是一种乐观锁

乐观锁的意思就是乐观地估计读的过程中大概率不会有写入,因此被称为乐观锁。反过来,悲观锁则是读的过程中拒绝有写入,也就是写入必须等待。

显然乐观锁的并发效率更高,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。

举例

public class Point {


    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);
    }
}

可以发现写锁没有任何变化,但是读的锁有变化

整个流程如下所示

  • 读锁先获得一个乐观锁,此时并没有加锁
  • 获得的锁后,正常读取数据
  • 如果此时有数据写入,并不会因为读锁而阻塞
  • 此时在读取数据操作返回前,进行检查是否有有写入的,如果有写入,则升级为读锁(悲观锁),再次读取。

总结:

  • 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。
  • 至于版本号,读锁和读锁直接不会增加,读锁和写锁之间增减128,写锁和写锁之间增加256

可重入就意味着:线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块

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