【JUC系列】LOCK框架系列之七 核心锁类之ReentrantReadWriteLock

ReentrantReadWriteLock

什么是读写锁

读写锁支持支持多个线程同时读，但是当一个写线程访问的时候会阻塞其他所有写和读的线程。

读写锁同时拥有写锁和读锁，通过分离读写锁提高程序的执行效率，在读多写少的场景中，并发性能比单一的排他锁有明显提升。

核心实现思想

读写锁内部重新定义了AQS中的同步状态变量的state。从低16位（0-15）用来记录写锁，用高16位（16-31）记录读锁。写锁的16位可以用来表示写锁被重入的次数。读锁的16位既可以表示一个读线程的重入次数，也可以表示多少个线程获得了读锁。state==0表示既无写锁又无读锁。

        // 共享式的位移量 读锁的使用的位数
        static final int SHARED_SHIFT   = 16;
        // 将1左移16位，结果作为，高位读锁（共享）的计算基本单位 65536
        static final int SHARED_UNIT    = (1 16的值为1

exclusiveCount(5)，通过以下计算得知：此时的读锁个数是5个。

-------------------  -------------------
0000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0101   // 5的二进制
0000 0000 0000 0000  1111 1111 1111 1111   // EXCLUSIVE_MASK 65535
0000 0000 0000 0000  0000 0000 0000 0101   // 5 & 65535 = 5

读写锁的特性 特性说明公平性支持公平锁与非公平锁，默认非公平模式，吞吐量还是非公平高于公平重入性该锁支持重进入，以读写线程为例：读线程在获取了读锁之后，能够再次获取读锁。而写线程在获取写锁之后，能够再次获取写锁，同时可以获取读锁锁降级遵循读写锁、获取读锁在释放写锁的次序，写锁能够降级为读锁 读写锁的组成 类图

构造函数

在构造函数中会去构造ReadLock和WriteLock，WriteLock和ReadLock使用的是同一个AQS对象（Sync），这样就具备AQS的特性且互斥。

    /**
    * 无参构造函数 默认采用非公平策略
    */
	public ReentrantReadWriteLock() {
        this(false);
    }

    /**
    * 含参构造函数 false非公平策略 true公平策略
    */
    public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
        readerLock = new ReadLock(this);
        writerLock = new WriteLock(this);
    }

	// 读锁
    public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable {
      
        private final Sync sync;

        protected ReadLock(ReentrantReadWriteLock lock) {
            sync = lock.sync;
        }
    }

	// 写锁
	public static class WriteLock implements Lock, java.io.Serializable {
      
        private final Sync sync;

        protected WriteLock(ReentrantReadWriteLock lock) {
            sync = lock.sync;
        }
    }

内部类Sync 构造方法

主要是对读锁计数器的初始化。

        Sync() {
            // 初始化本地线程计数器
            readHolds = new ThreadLocalHoldCounter();
            setState(getState()); // ensures visibility of readHolds
        }

		// 利用ThreadLocal来存储本地线程计数器
        static final class ThreadLocalHoldCounter
            extends ThreadLocal {
            public HoldCounter initialValue() {
                return new HoldCounter();
            }
        }
		// 本地线程计数器 count用来存储数量 tid代表线程的ID值
        static final class HoldCounter {
            int count = 0;
            // Use id, not reference, to avoid garbage retention
            final long tid = getThreadId(Thread.currentThread());
        }

主要成员

        // 共享式的位移量 读锁的使用的位数
        static final int SHARED_SHIFT   = 16;
        // 将1左移16位，结果作为，高位读锁（共享）的计算基本单位
        static final int SHARED_UNIT    = (1