并发编程--读写锁ReadWriteLock和ReentrantReadWriteLock写锁与读锁（二）

清疚 2022-06-17 12:12 239阅读 0赞

在上一篇博客[并发编程--读写锁ReadWriteLock和ReentrantReadWriteLock（一）][--_ReadWriteLock_ReentrantReadWriteLock]中我们简单介绍了一下读写锁的相关知识，接下来来我们介绍一下读锁的实现机制，简单的来说写锁就是一个独占锁，如果看过ReentrantLock相关的知识，应该会对独占锁的实现有一些简单的理解，简单来说独占锁的实现是当锁标识位state为0时，当前线程获取锁，并将state进行加一操作，其他线程来获取锁时会发现state此时不为0，则将当前线程添加到FIFO队列中，并将线程进行阻塞，线程释放锁时会将state进行减一操作，并唤醒FIFO队列中阻塞的线程来竞争锁。

接下来我们看看写锁是如何实现的。 lock的操作是如果获取锁则将锁标识位state进行加一操作。

public void lock() {
                sync.acquire(1);//锁标识位加一
            }

acquire中会尝试获取锁，如果获取锁失败则将线程添加到FIFO队列中挂起

public final void acquire(int arg) {
    		//tryAcquire(arg) 尝试获取锁，如果获取锁失败调用acquireQueued将线程添加FIFO队列中并挂起
            if (!tryAcquire(arg) &&
                acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
                selfInterrupt();
        }

在tryAcquire中判断是否可以获取锁，这里有一点不同的是如果一个读线程获取了锁，则锁标识位state加上65536

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
    			//获取当前线程
                Thread current = Thread.currentThread();
    			//获取锁标识位值
                int c = getState();
    			//与65535进行与运算，如果此时读线程获取锁则c=65536，此时w=0
                int w = exclusiveCount(c);
                if (c != 0) {
                    // (Note: if c != 0 and w == 0 then shared count != 0)
    				//当此时有写锁或者读锁是都返回false
                    if (w == 0 || current != getExclusiveOwnerThread())
                        return false;
                    if (w + exclusiveCount(acquires) > MAX_COUNT)
                        throw new Error("Maximum lock count exceeded");
                    // Reentrant acquire
    				//获取写锁
                    setState(c + acquires);
                    return true;
                }
    			//获取写锁
                if (writerShouldBlock() ||
                    !compareAndSetState(c, c + acquires))
                    return false;
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }

如果读线程获取了锁则此时state值为65536，w=exclusiveCount(c)获取的值为0，则返回false，当两个读线程竞争锁时，w=exclusiveCount(c) 值w=c，但current != getExclusiveOwnerThread()为true则返回false。其实写锁是一个独占锁，当state值不为0且运行线程不是当前线程则就无法获取锁。

释放写锁：

public void unlock() {
                sync.release(1);//将state值进行减一操作
            }

release中的操作是释放锁并唤起其他阻塞的线程

public final boolean release(int arg) {
    		//释放锁
            if (tryRelease(arg)) {
                Node h = head;
    			//唤起其他阻塞线程
                if (h != null && h.waitStatus != 0)
                    unparkSuccessor(h);
                return true;
            }
            return false;
        }

protected final boolean tryRelease(int releases) {

if (!isHeldExclusively())
                    throw new IllegalMonitorStateException();
    			//将state进行减release操作
                int nextc = getState() - releases;
    			//当nextc等于0时将当前执行线程设置为null
                boolean free = exclusiveCount(nextc) == 0;
                if (free)
                    setExclusiveOwnerThread(null);
    			//修改锁标识位
                setState(nextc);
                return free;
            }

这样就完成了锁的释放。

接下来我们来看看读锁是如何获取锁的，并且读锁是共享锁，我们来了解一下读锁是如何实现共享锁的。

调用lock方法获取锁

public void lock() {
    			//获取锁
                sync.acquireShared(1);
            }

acquireShared会尝试获取锁，如果无法获取锁时则将当前线程添加到FIFO队列中，并将线程阻塞

public final void acquireShared(int arg) {
    		//尝试获取锁
            if (tryAcquireShared(arg) < 0)
    			//将线程添加到FIFO队列中
                doAcquireShared(arg);
        }

tryAcquireShared中的操作是如果获取共享锁的话会将state设置为state = state +65536，这样下一个读锁过来的时候state>>>16值一般会小于65535的，这样就实现了读锁不会被读锁阻塞了。exclusiveCount(0)的操作是c&65535，65536&65535等于0则是可以获取读锁，不然就是写锁，阻塞当前阻塞。

protected final int tryAcquireShared(int unused) {
     
                Thread current = Thread.currentThread();
    			//获取锁标识位值
                int c = getState();
    			//如果是不存在锁exclusiveCount(c)等于0，如果是存在读锁exclusiveCount(c)65536&65535等于0，如果存在写锁exclusiveCount(c)返回值不为0
                if (exclusiveCount(c) != 0 &&
                    getExclusiveOwnerThread() != current)
                    return -1;
    				
                int r = sharedCount(c);
                if (!readerShouldBlock() &&
                    r < MAX_COUNT &&
    				//最终设置锁标识位位state=state+65536,这个是与写锁不同的地方
                    compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) {
                    if (r == 0) {
                        firstReader = current;
                        firstReaderHoldCount = 1;
                    } else if (firstReader == current) {
                        firstReaderHoldCount++;
                    } else {
                        HoldCounter rh = cachedHoldCounter;
                        if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current))
                            cachedHoldCounter = rh = readHolds.get();
                        else if (rh.count == 0)
                            readHolds.set(rh);
                        rh.count++;
                    }
                    return 1;
                }
                return fullTryAcquireShared(current);
            }

锁的释放

读锁在设置锁时将state设置为state=state+65536，那样释放锁时state设置为state = state-65536，这样就完成了锁的释放操作。

[--_ReadWriteLock_ReentrantReadWriteLock]: http://blog.csdn.net/qq924862077/article/details/70303821