ReadWriteLock 和 StampedLock 的比较与解析

在多线程编程中，我们经常需要使用锁来保证同一时刻只有一个线程能够访问共享资源。Java提供了多种锁的实现，如ReentrantLock、ReadWriteLock、StampedLock等。本文将对ReadWriteLock和StampedLock进行比较，分析它们的原理、优缺点，并通过实例说明如何使用它们。

ReadWriteLock

ReadWriteLock是一个支持多个读线程和多个写线程的锁，它内部维护了两个锁，一个是读锁，一个是写锁。读锁允许多个线程同时读取共享资源，而写锁则保证同一时刻只有一个线程可以写入资源。这使得ReadWriteLock在处理读多写少的场景下能够提高系统的并发性能。

原理

ReadWriteLock内部维护了两个计数器，分别是读计数器readCount和写计数器writeCount。当线程尝试获取读锁时，如果writeCount大于0，则表示有写线程正在占用锁，读线程需要等待。否则，读线程可以成功获取读锁，并将readCount加1。当线程尝试获取写锁时，需要等待readCount和writeCount都为0，然后将writeCount加1。释放锁时，相应地更新readCount和writeCount。

代码示例

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
public class ReadWriteLockExample {
   
    private final ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock();
    public void read() {
   
        readWriteLock.readLock().lock();
        try {
   
            // 读取共享资源
        } finally {
   
            readWriteLock.readLock().unlock();
        }
    }
    public void write() {
   
        readWriteLock.writeLock().lock();
        try {
   
            // 写入共享资源
        } finally {
   
            readWriteLock.writeLock().unlock();
        }
    }
}

StampedLock

StampedLock是Java 8引入的一种新型锁，它允许读写锁在不同时间段内进行重入。StampedLock通过提供一个类似于时间戳的计数器来控制锁的获取和释放，从而避免了线程在持有锁时因为等待其他线程释放锁而导致的性能问题。

原理
StampedLock内部维护了一个状态变量state和一个计数器counter。当线程尝试获取锁时，如果state为0，则表示锁未被任何线程占用，可以直接获取锁；如果state为1，则表示锁被其他线程占用，当前线程需要等待。当线程释放锁时，会更新state和counter。

代码示例

import java.util.concurrent.locks.StampedLock;
public class StampedLockExample {
   
    private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();
    public void read() {
   
        long readLock = stampedLock.readLock();
        try {
   
            // 读取共享资源
        } finally {
   
            stampedLock.unlock(readLock);
        }
    }
    public void write() {
   
        long writeLock = stampedLock.writeLock();
        try {
   
            // 写入共享资源
        } finally {
   
            stampedLock.unlock(writeLock);
        }
    }
}

总结

ReadWriteLock和StampedLock都是Java中常用的读写锁实现。ReadWriteLock适用于读多写少的场景，可以提高系统的并发性能；而StampedLock适用于各种场景，性能优于ReentrantLock，但略逊于ReadWriteLock。在实际应用中，我们可以根据业务场景选择适合的锁实现。