Java 读写锁 ReentrantReadWriteLock 源码分析

下面这个例子非常实用，我是 javadoc 的搬运工：

// 这是一个关于缓存操作的故事

classCachedData{

    Object data;

volatileboolean cacheValid;

// 读写锁实例

final ReentrantReadWriteLock rwl =newReentrantReadWriteLock();

voidprocessCachedData(){

// 获取读锁

rwl.readLock().lock();

if(!cacheValid) {// 如果缓存过期了，或者为 null

// 释放掉读锁，然后获取写锁 (后面会看到，没释放掉读锁就获取写锁，会发生死锁情况)

            rwl.readLock().unlock();

rwl.writeLock().lock();

try{

if(!cacheValid) {// 重新判断，因为在等待写锁的过程中，可能前面有其他写线程执行过了

                    data = ...

cacheValid =true;

                }

// 获取读锁 (持有写锁的情况下，是允许获取读锁的，称为 “锁降级”，反之不行。)

rwl.readLock().lock();

}finally{

// 释放写锁，此时还剩一个读锁

rwl.writeLock().unlock();// Unlock write, still hold read

            }

        }

try{

            use(data);

}finally{

// 释放读锁

            rwl.readLock().unlock();

        }

    }

}

ReentrantReadWriteLock 分为读锁和写锁两个实例，读锁是共享锁，可被多个线程同时使用，写锁是独占锁。持有写锁的线程可以继续获取读锁，反之不行。

ReentrantReadWriteLock 总览

这一节比较重要，我们要先看清楚 ReentrantReadWriteLock 的大框架，然后再到源码细节。

首先，我们来看下 ReentrantReadWriteLock 的结构，它有好些嵌套类：

大家先仔细看看这张图中的信息。然后我们把 ReadLock 和 WriteLock 的代码提出来一起看，清晰一些：

很清楚了，ReadLock 和 WriteLock 中的方法都是通过 Sync 这个类来实现的。Sync 是 AQS 的子类，然后再派生了公平模式和不公平模式。

从它们调用的 Sync 方法，我们可以看到：ReadLock 使用了共享模式，WriteLock 使用了独占模式。

等等，同一个 AQS 实例怎么可以同时使用共享模式和独占模式？？？

这里给大家回顾下 AQS，我们横向对比下 AQS 的共享模式和独占模式：

AQS 的精髓在于内部的属性state：

对于独占模式来说，通常就是 0 代表可获取锁，1 代表锁被别人获取了，重入例外

而共享模式下，每个线程都可以对 state 进行加减操作

也就是说，独占模式和共享模式对于 state 的操作完全不一样，那读写锁 ReentrantReadWriteLock 中是怎么使用 state 的呢？答案是将 state 这个 32 位的 int 值分为高 16 位和低 16位，分别用于共享模式和独占模式。

作者：慕容千语
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