可重入读写锁的实现

可重入读写锁（ReentrantReadWriteLock）是一种用于提高多线程环境下性能的锁机制。它允许多个线程同时读取（共享锁），但在写入（排他锁）时只有一个线程可以访问。让我们用简单的方式来理解它的实现和作用。

场景：

想象你有一本书，这本书可以被很多人同时阅读，但每次只能有一个人对它进行修改。这样就能提高效率，因为阅读操作不需要互相等待。

读写锁的组成：

1. 读锁（共享锁）：

   • 多个线程可以同时持有读锁，这意味着多个线程可以同时读取数据而不互相阻塞。

2. 写锁（排他锁）：

   • 只有一个线程可以持有写锁，这意味着当一个线程在写入数据时，其他线程不能读或写。

可重入性：

• “可重入”意味着同一个线程可以多次获取同一个锁而不会被自己阻塞。这在递归调用或需要多次锁定资源的情况下非常有用。

工作原理：

1. 获取读锁：

   • 如果没有线程持有写锁，线程可以获取读锁。
   • 如果有其他线程持有读锁，也可以获取。
   • 如果有线程正在等待获取写锁，读锁的获取可能会被推迟，以避免读者“饥饿”写者。

2. 获取写锁：

   • 如果没有线程持有读锁或写锁，线程可以获取写锁。
   • 如果当前线程已经持有写锁，它可以再次获取写锁（可重入性）。

3. 锁降级：

   • 持有写锁的线程可以降级为持有读锁，但不能直接从读锁升级为写锁。

优点：

• 提高了并发性：允许多个读操作同时进行，提高了系统的吞吐量。
• 灵活性：可以根据读写操作的频率选择合适的锁策略。

缺点：

• 复杂性：比简单的互斥锁（如ReentrantLock）更复杂，需要更仔细地管理。
• 可能导致写者“饥饿”：如果读操作非常频繁，写操作可能一直得不到执行。

适用场景：

可重入读写锁非常适合读操作多于写操作的场景，比如缓存、配置文件读取等。在这种情况下，它能显著提高性能。