文章目录

• 前言
• StampedLock 有三种模式：悲观读锁、乐观读锁和写锁。
• • 1. 悲观读锁：
  • 2. 乐观读锁：
  • 3. 写锁：
  • 代码示例
• 总结

前言

在多线程编程中，并发控制是确保数据一致性和避免冲突的关键。ReentrantReadWriteLock 是 Java 中的一个常用工具，它提供了读写锁的功能，使得多个线程可以同时读取共享资源，但在写入时则需要独占式的访问。然而，在某些情况下，ReentrantReadWriteLock 的性能可能并不理想。为了解决这个问题，Java 8 引入了一个新的并发工具 StampedLock。

StampedLock 是一种改进的读写锁，它在没有写操作只有读操作的场景下，支持不加读锁而直接进行读操作，从而最大程度地提升读的效率。只有在发生过写操作之后，再加读锁才能进行读操作。这种机制使得 StampedLock 在某些场景下比ReentrantReadWriteLock 更加高效。

StampedLock 有三种模式：悲观读锁、乐观读锁和写锁。

1. 悲观读锁：

与 ReentrantReadWriteLock 的读锁类似，多个线程可以同时获取悲观读锁。这是一个共享锁，允许多个线程同时读取共享资源。

2. 乐观读锁：

相当于直接操作数据，不加任何锁。在操作数据前并没有通过 CAS 设置锁的状态，仅仅通过位运算测试。如果当前没有线程持有写锁，则简单地返回一个非 0 的 stamp 版本信息。返回 0 则说明有线程持有写锁。获取该 stamp 后在具体操作数据前还需要调用 validate 方法验证该 stamp 是否己经不可用。

3. 写锁：

与 ReentrantReadWriteLock的写锁类似，写锁和悲观读锁是互斥的。虽然写锁与乐观读锁不会互斥，但是在数据被更新之后，之前通过乐观读锁获得的数据已经变成了脏数据。这是一个排它锁或者独占锁，某时只有一个线程可以获取该锁。

StampedLock 的读写锁都是不可重入锁，所以在获取锁后释放锁前不应该再调用会获取锁的操作，以避免造成调用线程被阻塞。
在实际应用中，StampedLock 可以用于那些读操作远多于写操作的场景，例如缓存系统、数据报表生成等。在这些场景中，StampedLock 可以显著提高并发性能，同时保证数据的一致性和安全性。

代码示例

import java.util.concurrent.locks.StampedLock;

public class StampedLockExample {
    private int inventory = 100; // 初始库存为100
    private final StampedLock lock = new StampedLock();

    // 扣减库存操作
    public void decreaseInventory(int quantity) {
        long stamp = lock.writeLock(); // 获取写锁
        try {
            if (inventory >= quantity) {
                inventory -= quantity; // 扣减库存
                System.out.println("成功减少库存 " + quantity + ", 当前的库存量: " + inventory);
            } else {
                System.out.println("未能减少库存，库存不足");
            }
        } finally {
            lock.unlockWrite(stamp); // 释放写锁
        }
    }

    // 获取当前库存
    public int getInventory() {
        long stamp = lock.tryOptimisticRead(); // 乐观读锁
        int currentInventory = inventory;
        if (!lock.validate(stamp)) { // 检查乐观读锁是否有效
            stamp = lock.readLock(); // 乐观读锁无效，转为悲观读锁
            try {
                currentInventory = inventory; // 获取当前库存
            } finally {
                lock.unlockRead(stamp); // 释放读锁
            }
        }
        return currentInventory; // 返回当前库存
    }

    public static void main(String[] args) {
        StampedLockExample manager = new StampedLockExample();
        // 多个线程同时扣减库存
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            manager.decreaseInventory(20); // 线程1扣减库存
            System.out.println(manager.getInventory());
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            manager.decreaseInventory(50); // 线程2扣减库存
            System.out.println(manager.getInventory());
        });
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

总结

StampedLock 是一种高效的并发锁机制，它通过改进读写锁的机制来提高并发性能。在读多写少的场景中，StampedLock
可以提供更好的性能表现。然而，使用 StampedLock 也需要注意避免死锁和其他并发问题，以确保程序的正确性和稳定性。