面試突擊45：為什麼要用讀寫鎖？它有什麼優點？

讀寫鎖（Readers-Writer Lock）顧名思義是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫鎖，其中讀鎖允許多個線程同時獲得，因為讀操作本身是線程安全的，而寫鎖則是互斥鎖，不允許多個線程同時獲得寫鎖，并且寫操作和讀操作也是互斥的。總結來說，讀寫鎖的特點是：讀讀不互斥、讀寫互斥、寫寫互斥。

1.讀寫鎖使用

在 Java 語言中，讀寫鎖是使用 ReentrantReadWriteLock 類來實作的，其中：

ReentrantReadWriteLock.ReadLock 表示讀鎖，它提供了 lock 方法進行加鎖、unlock 方法進行解鎖。
ReentrantReadWriteLock.WriteLock 表示寫鎖，它提供了 lock 方法進行加鎖、unlock 方法進行解鎖。

它的基礎使用如下代碼所示：

// 建立讀寫鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 獲得讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
// 獲得寫鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
// 讀鎖使用
readLock.lock();
try {
    // 業務代碼...
} finally {
    readLock.unlock();
}
// 寫鎖使用
writeLock.lock();
try {
    // 業務代碼...
} finally {
    writeLock.unlock();
}

1.1 讀讀不互斥

多個線程可以同時擷取到讀鎖，稱之為讀讀不互斥，如下代碼所示：

// 建立讀寫鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 建立讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
Thread t1 = new Thread(() -> {
    readLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
        readLock.unlock();
    }
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
    readLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t2]得到讀鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t2]釋放讀鎖.");
        readLock.unlock();
    }
});
t2.start();

以上程式執行結果如下：

1.2 讀寫互斥

讀鎖和寫鎖同時使用是互斥的（也就是不能同時獲得），這稱之為讀寫互斥，如下代碼所示：

// 建立讀寫鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 建立讀鎖
final ReentrantReadWriteLock.ReadLock readLock = readWriteLock.readLock();
// 建立寫鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
// 使用讀鎖
Thread t1 = new Thread(() -> {
    readLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t1]得到讀鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t1]釋放讀鎖.");
        readLock.unlock();
    }
});
t1.start();
// 使用寫鎖
Thread t2 = new Thread(() -> {
    writeLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t2]得到寫鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t2]釋放寫鎖.");
        writeLock.unlock();
    }
});
t2.start();

以上程式執行結果如下：

1.3 寫寫互斥

多個線程同時使用寫鎖也是互斥的，這稱之為寫寫互斥，如下代碼所示：

// 建立讀寫鎖
final ReentrantReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
// 建立寫鎖
final ReentrantReadWriteLock.WriteLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
Thread t1 = new Thread(() -> {
    writeLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t1]得到寫鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t1]釋放寫鎖.");
        writeLock.unlock();
    }
});
t1.start();

Thread t2 = new Thread(() -> {
    writeLock.lock();
    try {
        System.out.println("[t2]得到寫鎖.");
        Thread.sleep(3000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println("[t2]釋放寫鎖.");
        writeLock.unlock();
    }
});
t2.start();

以上程式執行結果如下：

2.優點分析

提高了程式執行性能：多個讀鎖可以同時執行，相比于普通鎖在任何情況下都要排隊執行來說，讀寫鎖提高了程式的執行性能。
避免讀到臨時資料：讀鎖和寫鎖是互斥排隊執行的，這樣可以保證了讀取操作不會讀到寫了一半的臨時資料。

3.适用場景

讀寫鎖适合多讀少寫的業務場景，此時讀寫鎖的優勢最大。

總結

讀寫鎖是一把鎖分為兩部分：讀鎖和寫鎖，其中讀鎖允許多個線程同時獲得，而寫鎖則是互斥鎖。它的完整規則是：讀讀不互斥、讀寫互斥、寫寫互斥。它适用于多讀的業務場景，使用它可以有效的提高程式的執行性能，也能避免讀取到操作了一半的臨時資料。

是非審之于己，毀譽聽之于人，得失安之于數。

公衆号：Java面試真題解析

面試合集：https://gitee.com/mydb/interview

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作者：

王磊的部落格

出處：

http://vipstone.cnblogs.com/