并发编程 StampedLock

本文将介绍并发编程中的 StampedLock，可以视为改进的读写锁。

一、适用场景

读多写少场景，且性能优于 ReadWriteLock。

二、三种模式

StampedLock 提供了三种模式，分别是：

  • 写锁：类似于读写锁的写锁，区别在于加锁时会返回一个标记，解锁时应该传入该标记

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    StampedLock stampedLock = new StampedLock();
    long stamp = stampedLock.writeLock();
    stampedLock.unlockWrite(stamp);

  • 悲观读锁：类似于读写锁的写锁，区别在于加锁时会返回一个标记，解锁时应该传入该标记

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    StampedLock stampedLock = new StampedLock();
    long stamp = stampedLock.readLock();
    stampedLock.unlockRead(stamp);

  • 乐观读：不加锁的读；StampedLock 性能优于 ReadWriteLock 的关键

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    private int i = 0;

    private StampedLock stampedLock = new StampedLock();

    public int getI() {
        	// 乐观读
    	long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead();
    	// 获取资源
        	int tempI = i;
     	// 判断此期间是否有写锁获取
        	if (!stampedLock.validate(stamp)) {
         		// 升级为悲观读锁
         		stamp = stampedLock.readLock();
         		try {
             		tempI = i;
         		} finally {
             		stampedLock.unlockRead(stamp);
         		}
     	}
     	return tempI;
    }
    • 通过 tryOptimisticRead() 表示将要进行乐观读，同时获取当前的标记
    • 访问资源
    • 通过 validate(stamp) 方法判断执行 tryOptimisticRead() 至今是否曾被获取写锁，
      • 如果有，升级为悲观读锁，读取最新数据
      • 如果没有，无需额外操作

其中，

  • 悲观读锁的做法是：每次要读取资源时，首先获取读锁，在此期间禁止写锁的获取
  • 乐观读的做法是：每次要读取资源时，获取一个标记，读取结束后，通过标记判断资源是否在此期间被修改

相比较而言，乐观读具有更好的性能。

三、注意事项

  • StampedLock 并不支持重入

  • StampedLock 的写锁、悲观读锁并不支持条件

    ReadWriteLock 的 readLock() 和 writeLock() 方法均会返回一个 Lock 实例，可以通过该实例获取条件；

    StampedLock 的 readLock() 和 writeLock() 方法会在调用时直接加锁，并且只会返回一个标记，因此无法获取条件

  • 使用 StampedLock 时不要调用中断操作

    如果线程堵塞在 StampedLock 的 readLock() 和 writeLock() 方法上时，调用该线程的 interrupt()，将会导致 CPU 飙升。

    如果需要支持中断操作，可以使用 readLockInterruptibly() 和 writeLockInterruptibly() 方法。

参考

  • Java 并发编程实战