JAVA并发(3)-ReentrantReadWriteLock的探索

ukyu 2021-05-30 原文

JAVA并发(3)-ReentrantReadWriteLock的探索

1. 介绍

本文我们继续探究使用AQS的子类ReentrantReadWriteLock(读写锁)。老规矩，先贴一下类图
ReentrantReadWriteLock结构图
ReentrantReadWriteLock这个类包含读锁和写锁，这两种锁都存在是否公平的概念，这个后面会细讲。

此类跟ReentrantLock类似，有以下几种性质:

可选的公平性政策

重入，读锁和写锁同一个线程可以重复获取。写锁可以获取读锁，反之不能

锁的降级，重入还可以通过获取写锁，然后获取到读锁，通过释放写锁的方式，从而写锁降级为读锁。然而，从读锁升级到写锁是不可能的。

获取读写锁期间，支持不可中断

2. 源码剖析

先讲几个必要的知识点，然后我们再对写锁的获取与释放，读锁的获取与释放进行讲解，中间穿插着讲公平与非公平的实现。

知识点一:
内部类Sync中，将AQS中的state(private volatile int state;长度是32位)逻辑分成了两份，高16位代表读锁持有的count，低16位代表写锁持有的count

Sync

    ...
        /*
         * Read vs write count extraction constants and functions.
         * Lock state is logically divided into two unsigned shorts:
         * The lower one representing the exclusive (writer) lock hold count,
         * and the upper the shared (reader) hold count.
         */
        static final int SHARED_SHIFT   = 16;
        static final int SHARED_UNIT    = (1 << SHARED_SHIFT);
        static final int MAX_COUNT      = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;
        static final int EXCLUSIVE_MASK = (1 << SHARED_SHIFT) - 1;

        /** Returns the number of shared holds represented in count  */
        static int sharedCount(int c)    { return c >>> SHARED_SHIFT; }
        /** Returns the number of exclusive holds represented in count  */
        static int exclusiveCount(int c) { return c & EXCLUSIVE_MASK; }
   ...

This lock supports a maximum of 65535 recursive write locks and 65535 read locks. Attempts to exceed these limits result in Error throws from locking methods.（读锁与写锁都最大支持65535个）

知识点二：
HoldCounter的作用，一个计数器记录每个线程持有的读锁count。使用ThreadLocal维护。缓存在cachedHoldCounter

        static final class HoldCounter {
            int count = 0;
            // Use id, not reference, to avoid garbage retention
            final long tid = getThreadId(Thread.currentThread());
        }

使用ThreadLocal维护