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公平讀寫(xiě)鎖
ReentrantReadWriteLock的鎖策略有兩種，分為公平策略和非公平策略，兩者有些小區(qū)別，為便于理解，
本小節(jié)將以示例的形式來(lái)說(shuō)明多線程下，使用公平策略的讀寫(xiě)鎖是如何處理的。
首先看一下即將出場(chǎng)的伙伴們，我們一共會(huì)出場(chǎng)幾個(gè)線程，還有用于實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)機(jī)制的AQS同步器隊(duì)列。
每個(gè)線程中的 R(0)W(0)表示當(dāng)前線程占用了多少讀寫(xiě)鎖。
接下來(lái)，我們一步步來(lái)看在公平策略下多線程并發(fā)的讀寫(xiě)機(jī)制是怎樣的。
1.線程A請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，此時(shí)無(wú)人競(jìng)爭(zhēng)鎖，A獲取讀鎖1，即線程A重入次數(shù)為1，如下所示：
2.線程B請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，由于AQS中沒(méi)有等待節(jié)點(diǎn)，當(dāng)前處于讀鎖占有狀態(tài)(線程A占有1個(gè)讀鎖)，所以B成功獲取讀鎖，如下所示：
3.這時(shí)候，線程C請(qǐng)求一個(gè)寫(xiě)鎖，由于當(dāng)前其他兩個(gè)線程擁有讀鎖，寫(xiě)鎖獲取失敗，線程C入隊(duì)列，如下所示：
AQS初始化會(huì)創(chuàng)建一個(gè)空的頭節(jié)點(diǎn)，C入隊(duì)列，然后會(huì)休眠，等待其他線程釋放鎖喚醒。
4.線程D也來(lái)了，線程D想獲取一個(gè)讀鎖，雖然當(dāng)于處于讀鎖占有階段，但是目前D不占有任何數(shù)量的讀鎖，
而且同步器隊(duì)列中已經(jīng)有等待節(jié)點(diǎn)，這時(shí)候，由于公平策略，D不得已，一個(gè)字，等，如下圖所示：
5.這時(shí)候，線程A執(zhí)行完了，釋放了讀鎖，由于B仍然占有讀鎖，所以釋放后讀鎖仍然沒(méi)有完全釋放，寫(xiě)鎖仍然沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行，如下圖所示：
6.這次，B也執(zhí)行完了，執(zhí)行完后，讀鎖全部釋放，這時(shí)候會(huì)喚醒排在同步器隊(duì)頭的節(jié)點(diǎn)C，C成功獲取一個(gè)寫(xiě)鎖，如下圖所示：
7.一旦任何一個(gè)線程獲取了寫(xiě)鎖，除了該線程自己，其它線程都將無(wú)法獲取讀鎖和寫(xiě)鎖，這時(shí)候，線程C再次請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，這是允許的，
但反過(guò)來(lái)如果一個(gè)線程先獲取了讀鎖，再獲取寫(xiě)法則是不行的。這時(shí)候的狀態(tài)如下圖所示：
8.這時(shí)候假設(shè)線程E也來(lái)了，E想獲取讀鎖，由于當(dāng)前處于寫(xiě)鎖狀態(tài)，直接入隊(duì)，如下所示：
9.這會(huì)C終于把活干完了，把讀鎖和寫(xiě)鎖都給釋放了，然后線程D被喚醒，獲取了讀鎖，如下圖所示：
10.這時(shí)候，如果再來(lái)一個(gè)線程，比如A，也想獲取讀鎖，由于節(jié)點(diǎn)中還有線程E在等待，而且當(dāng)前線程A沒(méi)有獲取任何讀鎖，不是重入狀態(tài)，所以只能置入隊(duì)尾，如下圖所示：
11.這時(shí)候，如果D再次調(diào)用了一次獲取讀鎖，由于D屬于可重入狀態(tài)，所以直接把讀鎖+1即可，如下圖所示：
12.由于D獲取的是讀鎖，同步隊(duì)列中的E等待的也是讀鎖，所以E會(huì)被喚醒，獲取讀鎖繼續(xù)執(zhí)行，如下圖所示：
13.同樣的，由于線程A獲取的是讀鎖，在E執(zhí)行后，會(huì)喚醒線程A，A也可以獲得讀鎖，并繼續(xù)執(zhí)行，如下圖所示：
14.最后大家各自執(zhí)行，悄然退場(chǎng)。
非公平讀寫(xiě)鎖
接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看一下非公平策略讀寫(xiě)鎖機(jī)制又是如何的，為了更好的對(duì)比，我們沿用公平鎖的流程。
由于獲取讀鎖的邏輯比較復(fù)雜，我們?cè)谶@里先簡(jiǎn)單進(jìn)行歸納：
a. 如果當(dāng)前全局處于無(wú)鎖狀態(tài)，則當(dāng)前線程獲取讀鎖
b. 如果當(dāng)前全局處于讀鎖狀態(tài)，且隊(duì)列中沒(méi)有等待線程，則當(dāng)前線程獲取讀鎖
c. 如果當(dāng)前全局處于寫(xiě)鎖占用狀態(tài)（并且不是當(dāng)前線程占有），則當(dāng)前線程入隊(duì)尾
d. 如果當(dāng)前全局處于讀鎖狀態(tài)，且等待隊(duì)列中第一個(gè)等待線程想獲取寫(xiě)鎖，那么當(dāng)前線程能夠獲取到讀鎖的條件為：當(dāng)前線程獲取了寫(xiě)鎖，還未釋放；當(dāng)前線程獲取了讀鎖，這一次只是重入讀鎖而已；其它情況當(dāng)前線程入隊(duì)尾。之所以這樣處理一方面是為了效率，一方面是為了避免想獲取寫(xiě)鎖的線程饑餓，老是得不到執(zhí)行的機(jī)會(huì)
e. 如果當(dāng)前全局處于讀鎖狀態(tài)，且等待隊(duì)列中第一個(gè)等待線程不是寫(xiě)鎖，則當(dāng)前線程可以搶占讀鎖
獲取寫(xiě)鎖相對(duì)就比較簡(jiǎn)單了，規(guī)則如下：
h. 如果當(dāng)前處于無(wú)鎖狀態(tài)，則當(dāng)前線程獲取寫(xiě)鎖
i. 如果當(dāng)前全局處于讀鎖狀態(tài)，當(dāng)前線程入隊(duì)尾
j. 如果當(dāng)前全局處于寫(xiě)鎖狀態(tài)，除非是重入獲取寫(xiě)鎖，否則入隊(duì)尾
接下來(lái)我們看一遍流程：
1.線程A請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，全局處于無(wú)鎖狀態(tài)，根據(jù)規(guī)則a，線程A獲取了鎖，如下圖所示：
2.線程B請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，根據(jù)規(guī)則b，線程B可以獲取到讀鎖
3.這時(shí)候，線程C請(qǐng)求一個(gè)寫(xiě)鎖，由于當(dāng)前其他兩個(gè)線程擁有讀鎖，寫(xiě)鎖獲取失敗，線程C入隊(duì)列(根據(jù)規(guī)則i)，如下所示：
AQS初始化會(huì)創(chuàng)建一個(gè)空的頭節(jié)點(diǎn)，C入隊(duì)列，然后會(huì)休眠，等待其他線程釋放鎖喚醒。
4.線程D也來(lái)了，線程D想獲取一個(gè)讀鎖，根據(jù)讀鎖規(guī)則d，隊(duì)列中第一個(gè)等待線程C請(qǐng)求的是寫(xiě)鎖，為避免寫(xiě)鎖遲遲獲取不到，并且線程D不是重入獲取讀鎖，所以線程D也入隊(duì)，如下圖所示：
5.這時(shí)候，線程A執(zhí)行完了，釋放了讀鎖，由于B仍然占有讀鎖，所以釋放后讀鎖仍然沒(méi)有完全釋放，寫(xiě)鎖仍然沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行，如下圖所示：
6.這次，B也執(zhí)行完了，執(zhí)行完后，讀鎖全部釋放，這時(shí)候會(huì)喚醒排在同步器隊(duì)頭的節(jié)點(diǎn)C，C成功獲取一個(gè)寫(xiě)鎖，如下圖所示：
7.一旦任何一個(gè)線程獲取了寫(xiě)鎖，除了該線程自己，其它線程都將無(wú)法獲取讀鎖和寫(xiě)鎖，這時(shí)候，線程C再次請(qǐng)求一個(gè)讀鎖，這是允許的，
但反過(guò)來(lái)如果一個(gè)線程先獲取了讀鎖，再獲取寫(xiě)鎖則是不行的。這時(shí)候的狀態(tài)如下圖所示：
8.這時(shí)候假設(shè)線程E也來(lái)了，E想獲取讀鎖，由于當(dāng)前處于寫(xiě)鎖狀態(tài)，直接入隊(duì)，如下所示：
9.這會(huì)C終于把活干完了，把讀鎖和寫(xiě)鎖都給釋放了，然后線程D被喚醒，獲取了讀鎖，如下圖所示：
10.這時(shí)候，如果再來(lái)一個(gè)線程，比如A，也想獲取讀鎖，雖然等待隊(duì)列中，E線程剛好還沒(méi)被喚醒，
但A線程是可以搶占讀鎖的(這里假設(shè)搶占到了)，這個(gè)跟公平鎖有明顯的區(qū)別，如下圖所示：
11.這時(shí)候，如果D再次調(diào)用了一次獲取讀鎖，由于D屬于可重入狀態(tài)，所以直接把讀鎖+1即可，如下圖所示：
12.由于當(dāng)前狀態(tài)下處于讀鎖狀態(tài)，前面的線程D其實(shí)醒來(lái)后，是會(huì)同時(shí)喚醒線程E的，所以線程E也醒過(guò)來(lái)繼續(xù)干活了，如下圖所示：
13.同步隊(duì)列中沒(méi)有等待線程了，各個(gè)線程執(zhí)行完后，一切相安無(wú)事了。
總結(jié)
考慮到業(yè)務(wù)的多樣化，java5中提供的并發(fā)包中的工具類大部分都同時(shí)提供了公平及非公平策略，這兩種策略下，一般而言，非公平鎖吞吐會(huì)比較大，所以默認(rèn)情況下都是使用的非公平策略。
本篇試圖以盡量簡(jiǎn)單的方式來(lái)闡明讀寫(xiě)鎖的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，為了直觀，我們只考慮簡(jiǎn)單抽象的方式，實(shí)際在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，會(huì)使用CAS去競(jìng)爭(zhēng)鎖。特別是在非公平策略中的第10個(gè)步驟，這種情況下有可能E先獲取了讀鎖。很多時(shí)候，我們?cè)诖笾铝私饬藢?shí)現(xiàn)步驟，流程之后，再去品味源碼，就會(huì)更加的輕松。
