轉自：https://blog.csdn.net/yanyan19880509/article/details/52435135
前言
前面介紹了java中排它鎖，共享鎖的底層實現機制，本篇再進一步，學習非常有用的讀寫鎖。鑒于讀寫鎖比其他的鎖要復雜，不想堆一大波的文字，本篇會試圖圖解式說明，把讀寫鎖的機制用另外一種方式闡述，鑒于本人水平有限，如果哪里有誤，請不吝賜教。
公平讀寫鎖
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)將以示例的形式來說明多線程下，使用公平策略的讀寫鎖是如何處理的。
首先看一下即將出場的伙伴們，我們一共會出場幾個線程，還有用于實現讀寫機制的AQS同步器隊列。每個線程中的 R(0)W(0)表示當前線程占用了多少讀寫鎖。
接下來，我們一步步來看在公平策略下多線程并發(fā)的讀寫機制是怎樣的。
1.線程A請求一個讀鎖，此時無人競爭鎖，A獲取讀鎖1，即線程A重入次數為1，如下所示：
2.線程B請求一個讀鎖，由于AQS中沒有等待節(jié)點，當前處于讀鎖占有狀態(tài)(線程A占有1個讀鎖)，所以B成功獲取讀鎖，如下所示：
3.這時候，線程C請求一個寫鎖，由于當前其他兩個線程擁有讀鎖，寫鎖獲取失敗，線程C入隊列，如下所示：
AQS初始化會創(chuàng)建一個空的頭節(jié)點，C入隊列，然后會休眠，等待其他線程釋放鎖喚醒。
4.線程D也來了，線程D想獲取一個讀鎖，雖然當于處于讀鎖占有階段，但是目前D不占有任何數量的讀鎖，而且同步器隊列中已經有等待節(jié)點，這時候，由于公平策略，D不得已，一個字，等，如下圖所示：
5.這時候，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有完全釋放，寫鎖仍然沒有機會執(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，這時候會喚醒排在同步器隊頭的節(jié)點C，C成功獲取一個寫鎖，如下圖所示：
7.一旦任何一個線程獲取了寫鎖，除了該線程自己，其它線程都將無法獲取讀鎖和寫鎖，這時候，線程C再次請求一個讀鎖，這是允許的，但反過來如果一個線程先獲取了讀鎖，再獲取寫法則是不行的。這時候的狀態(tài)如下圖所示：
8.這時候假設線程E也來了，E想獲取讀鎖，由于當前處于寫鎖狀態(tài)，直接入隊，如下所示：
9.這會C終于把活干完了，把讀鎖和寫鎖都給釋放了，然后線程D被喚醒，獲取了讀鎖，如下圖所示：
10.這時候，如果再來一個線程，比如A，也想獲取讀鎖，由于節(jié)點中還有線程E在等待，而且當前線程A沒有獲取任何讀鎖，不是重入狀態(tài)，所以只能置入隊尾，如下圖所示：
11.這時候，如果D再次調用了一次獲取讀鎖，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，同步隊列中的E等待的也是讀鎖，所以E會被喚醒，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。
非公平讀寫鎖
接下來我們再來看一下非公平策略讀寫鎖機制又是如何的，為了更好的對比，我們沿用公平鎖的流程。
由于獲取讀鎖的邏輯比較復雜，我們在這里先簡單進行歸納：
- 如果當前全局處于無鎖狀態(tài)，則當前線程獲取讀鎖
- 如果當前全局處于讀鎖狀態(tài)，且隊列中沒有等待線程，則當前線程獲取讀鎖
- 如果當前全局處于寫鎖占用狀態(tài)（并且不是當前線程占有），則當前線程入隊尾
- 如果當前全局處于讀鎖狀態(tài)，且等待隊列中第一個等待線程想獲取寫鎖，那么當前線程能夠獲取到讀鎖的條件為：當前線程獲取了寫鎖，還未釋放；當前線程獲取了讀鎖，這一次只是重入讀鎖而已；其它情況當前線程入隊尾。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鎖的線程饑餓，老是得不到執(zhí)行的機會
- 如果當前全局處于讀鎖狀態(tài)，且等待隊列中第一個等待線程不是寫鎖，則當前線程可以搶占讀鎖
獲取寫鎖相對就比較簡單了，規(guī)則如下：
- 如果當前處于無鎖狀態(tài)，則當前線程獲取寫鎖
- 如果當前全局處于讀鎖狀態(tài)，當前線程入隊尾
- 如果當前全局處于寫鎖狀態(tài)，除非是重入獲取寫鎖，否則入隊尾
接下來我們看一遍流程：
1.線程A請求一個讀鎖，全局處于無鎖狀態(tài)，根據規(guī)則a，線程A獲取了鎖，如下圖所示：
2.線程B請求一個讀鎖，根據規(guī)則b，線程B可以獲取到讀鎖
3.這時候，線程C請求一個寫鎖，由于當前其他兩個線程擁有讀鎖，寫鎖獲取失敗，線程C入隊列(根據規(guī)則i)，如下所示：
AQS初始化會創(chuàng)建一個空的頭節(jié)點，C入隊列，然后會休眠，等待其他線程釋放鎖喚醒。
4.線程D也來了，線程D想獲取一個讀鎖，根據讀鎖規(guī)則d，隊列中第一個等待線程C請求的是寫鎖，為避免寫鎖遲遲獲取不到，并且線程D不是重入獲取讀鎖，所以線程D也入隊，如下圖所示：
5.這時候，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有完全釋放，寫鎖仍然沒有機會執(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，這時候會喚醒排在同步器隊頭的節(jié)點C，C成功獲取一個寫鎖，如下圖所示：
7.一旦任何一個線程獲取了寫鎖，除了該線程自己，其它線程都將無法獲取讀鎖和寫鎖，這時候，線程C再次請求一個讀鎖，這是允許的，但反過來如果一個線程先獲取了讀鎖，再獲取寫鎖則是不行的。這時候的狀態(tài)如下圖所示：
8.這時候假設線程E也來了，E想獲取讀鎖，由于當前處于寫鎖狀態(tài)，直接入隊，如下所示：
9.這會C終于把活干完了，把讀鎖和寫鎖都給釋放了，然后線程D被喚醒，獲取了讀鎖，如下圖所示：
10.這時候，如果再來一個線程，比如A，也想獲取讀鎖，雖然等待隊列中，E線程剛好還沒被喚醒，但A線程是可以搶占讀鎖的(這里假設搶占到了)，這個跟公平鎖有明顯的區(qū)別，如下圖所示：
11.這時候，如果D再次調用了一次獲取讀鎖，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.由于當前狀態(tài)下處于讀鎖狀態(tài)，前面的線程D其實醒來后，是會同時喚醒線程E的，所以線程E也醒過來繼續(xù)干活了，如下圖所示：
13.同步隊列中沒有等待線程了，各個線程執(zhí)行完后，一切相安無事了。
總結
考慮到業(yè)務的多樣化，java5中提供的并發(fā)包中的工具類大部分都同時提供了公平及非公平策略，這兩種策略下，一般而言，非公平鎖吞吐會比較大，所以默認情況下都是使用的非公平策略。
本篇試圖以盡量簡單的方式來闡明讀寫鎖的實現機制，為了直觀，我們只考慮簡單抽象的方式，實際在實現的時候，會使用CAS去競爭鎖。特別是在非公平策略中的第10個步驟，這種情況下有可能E先獲取了讀鎖。很多時候，我們在大致了解了實現步驟，流程之后，再去品味源碼，就會更加的輕松。
最后還是建議大家在了解了思路之后，自己多看看源碼，多思考，學到的才是屬于自己的東西。
作者：那個天真的人
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/yanyan19880509/article/details/52435135
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