读/写锁同步数据存取

ReadWriteLock接口和实现此接口的ReentrantReadWriteLock特殊类是锁机制提供的最显著改进之一。此类包含两种锁：一种是读取操作锁，一种是写入操作锁。多个线程能够同时使用读操作锁，但是只有一个线程可以使用写操作锁。如果一个线程正在写操作，其它线程均不可以读写。

在本节中，学习如何使用ReadWriteLock接口，实现程序用此接口控制存储两种产品价格的对象。

准备工作

本范例通过Eclipse开发工具实现。如果使用诸如NetBeans的开发工具，打开并创建一个新的Java项目。

###实现过程

通过如下步骤完成范例：

1. 创建名为PricesInfo的类，用来存储两种产品的价格信息：

   public class PricesInfo {
   

2. 定义两个名为price1和price2的double类型属性：

   	private double price1;
   	private double price2;
   

3. 定义名为lock的ReadWriteLock对象：

   	private ReadWriteLock lock;
   

4. 实现类构造函数，初始化三个属性。其中为lock属性初始化新的ReentrantReadWriteLock对象：

   	public PricesInfo(){
   		price1 = 1.0;
   		price2 = 2.0;
   		lock = new ReentrantReadWriteLock();
   	}
   

5. 实现getPrice1()方法，返回price1属性值，使用读锁来控制使用此属性值：

   	public double getPrice1() {
   		lock.readLock().lock();
   		double value = price1;
   		lock.readLock().unlock();
   		return value;
   	}
   

6. 实现getPrice2()方法，返回price2属性值，使用读锁来控制使用此属性值：

   	public double getPrice2() {
   		lock.readLock().lock();
   		double value = price2;
   		lock.readLock().unlock();
   		return value;
   	}
   

7. 实现setPrices()方法来确定两个使用写锁来控制使用的属性值。设置线程休眠10秒钟，这表明尽管它在使用写锁，但也没有其它线程控制读锁：

   	public void setPrices(double price1, double price2){
   		lock.writeLock().lock();
   		System.out.printf("%s: PricesInfo: Write Lock Adquired.\n", new Date());
   		try {
   			TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
   		} catch (InterruptedException e) {
   			e.printStackTrace();
   		}
   		this.price1 = price1;
   		this.price2 = price2;
   		System.out.printf("%s: PricesInfo: Write Lock Released.\n", new Date());
   		lock.writeLock().unlock();
   	}
   

8. 创建名为Reader的类，指定其实现Runnable接口。此类实现一个读取程序，获得PricesInfo类属性的值：

   public class Reader implements Runnable {
   

9. 定义PricesInfo对象，实现初始化此对象的类构造函数：

   	private PricesInfo pricesInfo;
   	
   	public Reader (PricesInfo pricesInfo) {
   		this.pricesInfo = pricesInfo;
   	}
   

10. 实现此类的run()方法，读取10遍两种商品的价格：

    	@Override
    	public void run() {
    		for( int i = 0 ; i < 10 ; i++){
    			System.out.printf("%s : %s : Price 1 : %f\n", new Date(), Thread.currentThread().getName(), pricesInfo.getPrice1());
    			System.out.printf("%s : %s : Price 2 : %f\n", new Date(), Thread.currentThread().getName(), pricesInfo.getPrice2());
    		}
    	}
    

11. 创建名为Reader的类，指定其实现Runnable接口。此类实现一个修改程序，设置PricesInfo类属性的值：

    public class Writer implements Runnable{
    

12. 定义PricesInfo对象，实现初始化此对象的类构造函数：

    	private PricesInfo pricesInfo;
    	
    	public Writer (PricesInfo pricesInfo) {
    		this.pricesInfo = pricesInfo;
    	}
    

13. 实现run()方法，循环修改两种商品价格三次，每次之间休眠2秒：

    	@Override
    	public void run() {
    		for(int i = 0 ; i < 3 ; i++){
    			System.out.printf("%s : Writer : Attempt to modify the prices.\n", new Date());
    			pricesInfo.setPrices(Math.random() * 10,  Math.random() * 8);
    			System.out.printf("%s : Writer : Prices have been modified.\n", new Date());
    			try {
    				Thread.sleep(2);
    			} catch (InterruptedException e) {
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    	}
    

14. 创建本范例中的主类，实现一个包含main()方法的Main类：

    public class Main {
    	public static void main(String[] args) {
    

15. 创建PricesInfo对象：

    		PricesInfo pricesInfo = new PricesInfo();
    

16. 创建五个Reader对象和五个执行它们的Thread对象：

    		Reader readers[] = new Reader[5];
    		Thread threadsReader[] = new Thread[5];
    		for (int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
    			readers[i] = new Reader(pricesInfo);
    			threadsReader[i] = new Thread(readers[i]);
    		}
    

17. 创建Writer对象和执行它的Thread对象：

    		Writer writer = new Writer(pricesInfo);
    		Thread threadWriter = new Thread(writer);
    

18. 启动读写线程：

    		for (int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
    			threadsReader[i].start();
    		}
    		threadWriter.start();
    

工作原理

下图显示执行本范例输出的部分内容：

当写入程序控制写锁时，所有读取程序都无法得到数据。通过控制台可以看到Write Lock Acquired信息后面有一些读取程序信息，这些时之前已经执行完并且没有实时输出的指令信息。一旦写入程序释放了写锁，读取程序将再次获得访问价格信息的权限，显示新的价格。

如之前所述，ReentrantReadWriteLoc类包含两种锁：一种是读取操作锁，一种是写入操作锁。读取操作使用的锁通过ReadWriteLock接口定义的readLock()方法获得。读锁是实现Lock接口的对象，所以可以使用lock()、unlock()、和tryLock()方法。写入操作使用的锁通过ReadWriteLock接口定义的writeLock()方法获得。写锁也是实现Lock接口的对象，所以可以使用lock()、unlock()、和tryLock()方法。开发人员的职责是确保正确使用这些锁，与其初始设计的使用目的相同。当使用Lock接口的读锁时，不能修改变量值。否则，可能出现与不一致性相关的数据错误。

更多关注

• 本章中”锁同步代码块”小节。
• 第九章“测试并发应用”中的“监控锁接口”小节。