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Java中的读写锁(ReentrantReadWriteLock)原理_提高并发读性能的策略

P粉602998670

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发布时间:2026-02-14 15:39:09

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来源于php中文网

原创

reentrantreadwritelock 比 synchronized 快因其读写分离:多读不互斥,仅读写/写写互斥;synchronized 一律串行。适用读多写少场景,写多时因状态开销反而更慢。

java中的读写锁(reentrantreadwritelock)原理_提高并发读性能的策略

ReentrantReadWriteLock 为什么比 synchronized 快

因为它是「读写分离」的锁:多个线程同时读不互斥,只有写或读写之间才阻塞。而 synchronized 不管读写,一律串行——哪怕全是只读操作,也得排队。

适用场景很明确:数据结构被频繁读、极少修改(比如配置缓存、路由表、元数据映射)。一旦写操作变多,ReentrantReadWriteLock 反而可能更慢,因为内部状态维护开销比 synchronized 高。

  • 读锁可重入,但必须和写锁分开获取;不能在持有写锁时再加读锁(会死锁)
  • 默认是非公平策略,读锁和写锁都可能插队;如需严格 FIFO,构造时传 falsenew ReentrantReadWriteLock(false)
  • 写锁降级是允许的(持有写锁时能直接获取读锁),但读锁升级为写锁会被阻塞——这是设计使然,不是 bug

怎么正确用 readLock() 和 writeLock()

核心就一条:锁必须成对出现,且 unlock() 必须放在 finally 块里。漏掉一次 unlock(),整把锁就卡死,后续所有线程都会 hang 住。

常见错误现象:Thread blocked waiting for lock 日志反复出现,CPU 却不高——八成是某处读锁没释放。

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  • 读操作:先 readLock.lock(),用完立刻 readLock.unlock();别在锁内做耗时 IO 或远程调用
  • 写操作:必须用 writeLock.lock(),且写完立即 writeLock.unlock();不要试图在写锁里嵌套读锁
  • 推荐写法:用 try-finally,而不是 try-with-resourcesLock 不实现 AutoCloseable
ReadLock readLock = rwLock.readLock();
readLock.lock();
try {
    return data.get(key); // 纯内存访问
} finally {
    readLock.unlock(); // 这一行不能少,也不能写错对象
}

ReentrantReadWriteLock 的“饥饿”问题怎么破

当读线程太多、写线程一直抢不到锁时,就会发生写饥饿。尤其在非公平模式下,新来的读线程不断插队,老写线程永远排不上。

这不是 bug,是设计取舍:优先保障读吞吐。但如果你的业务要求“写不能等太久”,就得干预。

  • 改用公平模式:new ReentrantReadWriteLock(true),代价是整体吞吐略降
  • 给写操作加超时:writeLock.tryLock(1, TimeUnit.SECONDS),失败则退避重试或走降级逻辑
  • 避免在读锁内调用可能触发写操作的方法(比如懒加载 + 双重检查,容易误踩坑)

替代方案:StampedLock 比 ReadWriteLock 更快吗

是的,StampedLock 在多数只读场景下更快,因为它用乐观读(tryOptimisticRead)绕过锁机制,失败才退化为悲观读锁。

但它不支持重入、不支持条件变量、也不兼容 Lock 接口——意味着你没法用 newCondition(),也不能和现有基于 Lock 的工具类混用。

  • 乐观读适合「读多、写少、且读逻辑极轻」的场景,比如读一个 long 计数器
  • 一旦检测到写发生(stamp 变了),就要重新读+校验,代码逻辑比 ReentrantReadWriteLock 复杂一截
  • 注意:StampedLock 的悲观读锁(readLock())和写锁(writeLock())仍是可重入的,但乐观读完全不加锁

真正难处理的是混合场景:既有高频只读,又有偶尔批量更新。这时候往往得拆成两层——热字段用 StampedLock,整个结构变更用单独的写锁保护。

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