关于读写锁算法的Java实现及思考

来源：互联网发布：蒙文软件下载编辑：程序博客网时间：2024/05/18 21:48

问题背景：多个线程对一个共享的资源进行读写访问。写线程之间需要互斥，读线程跟写线程需要互斥，读线程之间不用互斥。

早些时候听张sir的课，讲述java5中增强并发的功能。用java.util.concurrent.locks中ReadWriteLock 可以轻松解决读写锁问题。我在思考如果没有ReadWriteLock，单靠synchronized可以怎样做呢? 的确，比较麻烦。

1.结合张sir传授的面向对象的设计思想，首先设计一个业务类Business作为共享资源，封装write跟read方法。

2.因为write必定互斥，所以直接定义synchronized。

3.read之间不要互斥所以read 不能直接定义synchronized的但是 write跟read 需要互斥如何控制我想到的一个方法是在read里加入synchronized(this){} 同时定义readThreads计数器作为信号量我试想下会出现下面几种情况：

read[m]表示某个线程的read方法。

write[n] 同上

1>read[m]中执行到synchronized(this){readThreads++;}时 write[n]来了 write[n] 会被自身的synchronized阻塞。

2>read[m]在do something(此时无锁)时 write[n] 来了因为 readThreads!=0 而被迫wait。

3> 每次read[m]结束时 wait中的write[n]会被notify 但如果发现还有其他的read的话 write[n] 只能无奈地再次wait。

4>当readThreads==0并且调用notifyAll 时 read[m] 和 write[n] 会竞争cpu 如果write[n]再次落败，则会出现1>或3> ; 如果成了，则如下：

5> 如果write[n] wait中醒来占锁，read[m]被阻塞synchronized(this){readThreads++;}之上。

6>如果被阻塞的write[n]占锁，read[m]被阻塞synchronized(this){readThreads++;}之上。

从以上看来read 和 write 是互斥的。

4.实现细节如下：<如有错误欢迎指出交流>

package communication;  
import java.util.Random;  
 
public class ReadWriteLockTest {  
        public static void main(String[] args){  
                final Business business = new Business();  
                  
                //启动4线程 2读 2写  
                for(int i=1;i<=2;i++){  
                                new Thread(new Runnable(){  
                                        public void run() {  
                                                for(int j=1;j<1000;j++){  
                                                        business.read();  
                                                        try {  
                                                                Thread.sleep(900);  
                                                        } catch (InterruptedException e) {  
                                                                e.printStackTrace();  
                                                        }                                                          
                                                }                                          
                                        }                                  
                                }).start();  
                                  
                                new Thread(new Runnable(){  
                                        public void run() {  
                                                Random r = new Random();  
                                                for(int j=1;j<1000;j++){  
                                                        int i = r.nextInt(100);  
                                                        business.write(i);  
                                                        try {  
                                                                Thread.sleep(1000);  
                                                        } catch (InterruptedException e) {  
                                                                e.printStackTrace();  
                                                        }  
                                                }                                          
                                        }                  
                                }).start();  
                }  
                  
        }  
          
}  
//封装的业务类  
class Business{  
        private int data=0; //共享资源属性  
        private int readThreads = 0; //读线程数  
        //private boolean isWriting  = false;   
        //是否执行写 后来发现不需要 当write抢占锁时 所有的read 都被挡在synchronized (this){}之上 无机会执行wait  
        public void read(){  
                synchronized (this) {          
                        /*while(isWriting){  
                                try {                          
                                        this.wait();                                          
                                } catch (InterruptedException e) {  
                                        // TODO Auto-generated catch block  
                                        e.printStackTrace();  
                                }  
                        }*/ 
                        //readThreads不被锁的话 会出现read和write不互斥的小概率事件 导致线程不安全  
                        readThreads++;  
                          
                }  
                  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" read begin");  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" read:"+data);  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" read finish");  
                          
                synchronized (this) {  
                        readThreads--;  
                        this.notifyAll();  
                }          
        }  
          
        public synchronized void write(int i){  
                while(readThreads != 0){//当read 正处于do something状态时 来个write 那就只有等等先了  
                        try {  
                                this.wait();  
                        } catch (InterruptedException e) {  
                                e.printStackTrace();  
                        }  
                }  
                //isWriting = true;  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" write start");  
                data = i;  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" write:"+i);  
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" write over");  
                //isWriting = false;  
                this.notifyAll();  
        }  
}

思考中：

5.当读频繁时 readThreads会长时间!= 0 写线程会饿死这个可以如何解决？

原文链接：http://www.cnblogs.com/hottea4Goodspeed/archive/2012/03/06/2381257.html