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讀寫鎖的OO分析

我們有時會遇到對同一個內(nèi)存區(qū)域如數(shù)組或者鏈表進行多線程讀寫的情況,一般來說有以下幾種處理方式:
1.不加任何限制,多見于讀取寫入都很快的情況,但有時也會出現(xiàn)問題.
2.對讀寫函數(shù)都加以同步鎖,比如使用singleton模式,這下問題是沒了,但效率也下去了,比如說兩個讀取線程不是非要排隊進入不可.
3.讀寫鎖,安全和效率都得到了解決,特別合適讀線程多于寫線程的情況.也就是下面將要展現(xiàn)的模式.

讀寫鎖的本意是分別對讀寫狀態(tài)進行互斥區(qū)分,有互斥時才加鎖,否則放行.互斥的情況有:
1.讀寫互斥.
2.寫寫互斥.
不互斥的情況是:讀讀,這種情況不該加以限制.

我們只要讓鎖對象知道當前讀寫狀態(tài)就可以了,再根據(jù)情況進行鎖定和解鎖,然后再分情況進行鎖定.請看代碼

代碼如下:
DataLib類,注意其中try...finally 的寫法,它保證了加鎖解鎖過程是成對調(diào)用的:

package com.sitinspring.readwritelock;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

/**

* 數(shù)據(jù)倉庫類,用于保存數(shù)據(jù)

* @author sitinspring(junglesong@gmail.com)

public class DataLib {

private List<String> datas;

private ReadWriteLock lock;

public DataLib() {

datas = new ArrayList<String>();

lock = new ReadWriteLock();

}

// 寫入數(shù)據(jù),這時不能讀取

public void writeData(List<String> newDatas) {

try {

lock.writeLock();

Test.sleep(2);

datas=newDatas;

} finally {

lock.writeUnlock();

}

// 讀取數(shù)據(jù),這時不能寫入

public List<String> readData() {

try {

lock.readLock();

Test.sleep(1);

return datas;

} finally {

lock.readUnlock();

}

ReadWriteLock類,很重要:

package com.sitinspring.readwritelock;

/**

* 讀寫鎖,用于線程控制

* @author sitinspring(junglesong@gmail.com)

public class ReadWriteLock{

// 讀狀態(tài)

private boolean isRead;

// 寫狀態(tài)

private boolean isWrite;

public synchronized void readLock(){

// 有寫入時讀取線程停止

while(isWrite){

try{

System.out.println("有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)");

wait();

}

catch(InterruptedException ex){

ex.printStackTrace();

}

System.out.println("設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)");

isRead=true;

}

public synchronized void readUnlock(){

System.out.println("解除讀取鎖");

isRead=false;

notifyAll();

}

public synchronized void writeLock(){

// 有讀取時讀取線程停止

while(isRead){

try{

System.out.println("有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)");

wait();

}

catch(InterruptedException ex){

ex.printStackTrace();

}

// 有寫入時寫入線程也一樣要停止

while(isWrite){

try{

System.out.println("有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)");

wait();

}

catch(InterruptedException ex){

ex.printStackTrace();

}

System.out.println("設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)");

isWrite=true;

}

public synchronized void writeUnlock(){

System.out.println("解除寫入鎖");

isWrite=false;

notifyAll();

}

Writer類:

package com.sitinspring.readwritelock;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Random;

/**

* 用于讀取文件,寫入數(shù)據(jù)倉庫

* @author sitinspring(junglesong@gmail.com)

public class Writer implements Runnable{

private DataLib dataLib;

private static final Random random=new Random();

private String[] mockDatas={"甲","乙","丙","丁","戊","己","庚","辛","壬","癸"};

public Writer(DataLib dataLib,String[] mockDatas){

this.dataLib=dataLib;

this.mockDatas=mockDatas;

Thread thread=new Thread(this);

thread.start();

}

public void run(){

while(true){

Test.sleep(random.nextInt(3));

int startIndex=random.nextInt(mockDatas.length);

ArrayList<String> newDatas=new ArrayList<String>();

for(int i=startIndex;i<mockDatas.length;i++){

newDatas.add(mockDatas[i]);

}

dataLib.writeData(newDatas);

}

Reader類:

package com.sitinspring.readwritelock;

import java.util.List;

import java.util.Random;

/**

* 用于從數(shù)據(jù)倉庫中得到數(shù)據(jù)

* @author sitinspring(junglesong@gmail.com)

public class Reader implements Runnable{

private DataLib dataLib;

private static final Random random=new Random();

public Reader(DataLib dataLib){

this.dataLib=dataLib;

Thread thread=new Thread(this);

thread.start();

}

public void run(){

while(true){

Test.sleep(random.nextInt(2));

List<String> datas=dataLib.readData();

System.out.print(">>取得數(shù)組為:");

for(String data:datas){

System.out.print(data+",");

}

System.out.print("\n");

}

測試類:

package com.sitinspring.readwritelock;

/**

* main函數(shù)所在類

* @author sitinspring(junglesong@gmail.com)

public class Test{

public static void main(String[] args){

DataLib dataLib=new DataLib();

String[] mockDatas1={"甲","乙","丙","丁","戊","己","庚","辛","壬","癸"};

Writer writer1=new Writer(dataLib,mockDatas1);

String[] mockDatas2={"子","丑","寅","卯","辰","巳","午","未","申","酉","戌","亥"};

Writer writer2=new Writer(dataLib,mockDatas2);

Reader reader1=new Reader(dataLib);

Reader reader2=new Reader(dataLib);

Reader reader3=new Reader(dataLib);

}

// 用于延時

public static void sleep(int sleepSecond){

try{

Thread.sleep(sleepSecond*1000);

}

catch(Exception ex){

ex.printStackTrace();

}

測試結(jié)果:

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:乙,丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:申,酉,戌,亥,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:申,酉,戌,亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:巳,午,未,申,酉,戌,亥,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:巳,午,未,申,酉,戌,亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戌,亥,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戌,亥,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戌,亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:丙,丁,戊,己,庚,設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戊,己,庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:乙,丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:乙,解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:乙,丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

丙,丁,戊,己,庚,辛,有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:亥,

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:癸,

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:申,酉,戌,亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:戊,己,庚,辛,壬,癸,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:亥,

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:亥,

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:丁,戊,己,庚,辛,壬,癸,

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

解除讀取鎖

>>取得數(shù)組為:癸,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行讀取,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

解除讀取鎖

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

>>取得數(shù)組為:辰,巳,午,未,申,酉,戌,亥,

有線程在進行寫入,寫入線程停止,進入等待狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

解除寫入鎖

設(shè)定鎖為讀取狀態(tài)

設(shè)定鎖為寫入狀態(tài)

有線程在進行寫入,讀取線程停止,進入等待狀態(tài)

代碼下載:
http://www.aygfsteel.com/Files/sitinspring/ReadWriteLock20071021115927.rar

posted on 2007-10-21 11:42 sitinspring 閱讀(3282) 評論(2) 編輯收藏所屬分類: Object Orient Programming


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# re: 讀寫鎖的OO分析[未登錄] 2007-11-13 13:38 曲強 Nicky

# re: 讀寫鎖的OO分析 2007-11-14 19:12 sitinspring

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