前言
相信磁盤緩存在絕大部分的app上都有應(yīng)用，相對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)緩存來說，可以不要注重于緩存的管理，比較開放和隨意。
再加上jakewharton早年間發(fā)布的disklrucache框架，讓我們使用磁盤緩存更加簡(jiǎn)單，效率上和數(shù)據(jù)庫(kù)緩存也拉進(jìn)了一步，以后有時(shí)間我在加上disklrucache的緩存解讀。
但是在多線程的環(huán)境下，對(duì)同一份數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，會(huì)涉及到線程安全的問題。比如在一個(gè)線程讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，另外一個(gè)線程在寫數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致前后數(shù)據(jù)的不一致性；一個(gè)線程在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候，另一個(gè)線程也在寫，同樣也會(huì)導(dǎo)致線程前后看到的數(shù)據(jù)的不一致性。更嚴(yán)重的是一個(gè)線程在寫的時(shí)候，另一個(gè)線程在讀。這里的數(shù)據(jù)不一致是對(duì)于文件來說的，當(dāng)文件里的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的json時(shí)，殘缺的數(shù)據(jù)或者不完整的數(shù)據(jù)無法生成對(duì)象，判斷沒有寫好甚至是報(bào)錯(cuò)閃退。
常見解決方案
使用Synchronized同步鎖保護(hù)線程安全，但是Synchronized存在明顯的一個(gè)性能問題就是讀與讀之間互斥，也就是說兩個(gè)線程的讀操作是順序執(zhí)行的 下面給大家看下代碼方便理解
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
read(Thread.currentThread());
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
read(Thread.currentThread());
}
}).start();
}
public synchronized static void read(Thread thread){
System.out.println("開始運(yùn)行時(shí)間:"+System.currentTimeMillis());
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("結(jié)束運(yùn)行時(shí)間:"+System.currentTimeMillis());
}
我們來看一下運(yùn)行結(jié)果,結(jié)論兩個(gè)兩個(gè)線程的讀操作是順序執(zhí)行的，如果讀的次數(shù)多這個(gè)太影響性能了
思考
最佳的方案通俗的來講應(yīng)該是，可以很多人同時(shí)讀，但不能同時(shí)寫，有人在寫的時(shí)候不能同時(shí)讀也不能同時(shí)寫，官方說法是讀和讀互不影響，讀和寫互斥，寫和寫互斥，好了接下來就是介紹今天的主角ReadWriteLock 讀寫鎖
ReadWriteLock介紹
1.1 ReadWriteLock的位置
ReadWriteLock是Java自帶的 所處位置 java.util.concurrent.locks，屬于java并發(fā)方案中的一種
1.2 ReadWriteLock是一個(gè)接口，主要有兩個(gè)方法，如下
public interface ReadWriteLock {
/**
* Returns the lock used for reading.
*
* @return the lock used for reading
*/
Lock readLock();
/**
* Returns the lock used for writing.
*
* @return the lock used for writing
*/
Lock writeLock();
}
既然只是接口，那我們真正要用的是實(shí)現(xiàn)了該接口的類 ReentrantReadWriteLock 可重入讀寫鎖
1.3可重人
可重入鎖，就是說一個(gè)線程在獲取某個(gè)鎖后，還可以繼續(xù)獲取該鎖，即允許一個(gè)線程多次獲取同一個(gè)鎖。通俗的來講就是支持在同一個(gè)線程里面對(duì)多個(gè)文件進(jìn)行讀寫操作，都可以獲取同一個(gè)鎖，但是獲取多少鎖就要回收多少鎖，下面給個(gè)例子方便理解
public static void main(String[] args) {
final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
lock.writeLock().lock();
lock.writeLock().lock();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
lock.writeLock().lock();
try {
Thread.sleep(20);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("子線程運(yùn)行");
lock.writeLock().unlock();
}
}).start();
System.out.println("主線程運(yùn)行");
lock.writeLock().unlock();
// lock.writeLock().unlock(); 獲取兩次鎖，只釋放一次鎖
}
運(yùn)行結(jié)果
注意：因?yàn)橹骶€程2次獲取了鎖，但是卻只釋放1次鎖，造成死鎖，導(dǎo)致新線程永遠(yuǎn)也不能獲取鎖。一個(gè)線程獲取多少次鎖，就必須釋放多少次鎖
1.4 獲取鎖順序
-
非公平模式（默認(rèn)）
當(dāng)以非公平初始化時(shí)，讀鎖和寫鎖的獲取的順序是不確定的。非公平鎖主張競(jìng)爭(zhēng)獲取，可能會(huì)延緩一個(gè)或多個(gè)讀或?qū)懢€程，但是會(huì)比公平鎖有更高的吞吐量。
-
公平模式
當(dāng)以公平模式初始化時(shí)，線程將會(huì)以隊(duì)列的順序獲取鎖。當(dāng)當(dāng)前線程釋放鎖后，等待時(shí)間最長(zhǎng)的寫鎖線程就會(huì)被分配寫鎖；或者有一組讀線程組等待時(shí)間比寫線程長(zhǎng)，那么這組讀線程組將會(huì)被分配讀鎖。
源碼如下
public ReentrantReadWriteLock() {
this(false);
}
/**
* Creates a new {@code ReentrantReadWriteLock} with
* the given fairness policy.
*
* @param fair {@code true} if this lock should use a fair ordering policy
*/
public ReentrantReadWriteLock(boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
readerLock = new ReadLock(this);
writerLock = new WriteLock(this);
}
1.5 鎖升級(jí)和鎖降級(jí)
- 鎖降級(jí)：從寫鎖變成讀鎖;
- 鎖升級(jí)：從讀鎖變成寫鎖。
- ReentrantReadWriteLock 只支持鎖降級(jí)
- 建議盡量不要使用鎖降級(jí)操作，獲取什么鎖就回收什么鎖，同一線程盡量不要使用兩種鎖，最為安全，除非有特殊操作則需注意
2 磁盤緩存最佳設(shè)計(jì)
提供抽象類BaseCache的源碼，具體實(shí)現(xiàn)大家可以通過自己的實(shí)際情況去拓展
public abstract class BaseCache {
private final ReadWriteLock mLock = new ReentrantReadWriteLock();
/**
* 讀取緩存
*
* @param key 緩存key
* @param existTime 緩存時(shí)間
*/
final <T> T load(Type type, String key, long existTime) {
//1.先檢查key
Utils.checkNotNull(key, "key == null");
//2.判斷key是否存在,key不存在去讀緩存沒意義
if (!containsKey(key)) {
return null;
}
//3.判斷是否過期，過期自動(dòng)清理
if (isExpiry(key, existTime)) {
remove(key);
return null;
}
//4.開始真正的讀取緩存
mLock.readLock().lock();
try {
// 讀取緩存
return doLoad(type, key);
} finally {
mLock.readLock().unlock();
}
}
/**
* 保存緩存
*
* @param key 緩存key
* @param value 緩存內(nèi)容
* @return
*/
final <T> boolean save(String key, T value) {
//1.先檢查key
Utils.checkNotNull(key, "key == null");
//2.如果要保存的值為空,則刪除
if (value == null) {
return remove(key);
}
//3.寫入緩存
boolean status = false;
mLock.writeLock().lock();
try {
status = doSave(key, value);
} finally {
mLock.writeLock().unlock();
}
return status;
}
/**
* 刪除緩存
*/
final boolean remove(String key) {
mLock.writeLock().lock();
try {
return doRemove(key);
} finally {
mLock.writeLock().unlock();
}
}
/**
* 獲取緩存大小
* @return
*/
long size() {
return getSize();
}
/**
* 清空緩存
*/
final boolean clear() {
mLock.writeLock().lock();
try {
return doClear();
} finally {
mLock.writeLock().unlock();
}
}
/**
* 是否包含 加final 是讓子類不能被重寫，只能使用doContainsKey
* 這里加了鎖處理，操作安全。<br>
*
* @param key 緩存key
* @return 是否有緩存
*/
public final boolean containsKey(String key) {
mLock.readLock().lock();
try {
return doContainsKey(key);
} finally {
mLock.readLock().unlock();
}
}
/**
* 是否包含 采用protected修飾符 被子類修改
*/
protected abstract boolean doContainsKey(String key);
/**
* 是否過期
*/
protected abstract boolean isExpiry(String key, long existTime);
/**
* 讀取緩存
*/
protected abstract <T> T doLoad(Type type, String key);
/**
* 保存
*/
protected abstract <T> boolean doSave(String key, T value);
/**
* 刪除緩存
*/
protected abstract boolean doRemove(String key);
/**
* 清空緩存
*/
protected abstract boolean doClear();
/**
* 獲取緩存大小
*
* @return
*/
protected abstract long getSize();
}
