使用StampedLock

前面介绍的ReadWriteLock可以解决多线程同时读，但只有一个线程能写的问题。

如果我们深入分析ReadWriteLock，会发现它有个潜在的问题：如果有线程正在读，写线程需要等待读线程释放锁后才能获取写锁，即读的过程中不允许写，这是一种悲观的读锁。

要进一步提升并发执行效率，Java 8引入了新的读写锁：StampedLock。

StampedLock和ReadWriteLock相比，改进之处在于：读的过程中也允许获取写锁后写入！这样一来，我们读的数据就可能不一致，所以，需要一点额外的代码来判断读的过程中是否有写入，这种读锁是一种乐观锁。

乐观锁的意思就是乐观地估计读的过程中大概率不会有写入，因此被称为乐观锁。反过来，悲观锁则是读的过程中拒绝有写入，也就是写入必须等待。显然乐观锁的并发效率更高，但一旦有小概率的写入导致读取的数据不一致，需要能检测出来，再读一遍就行。

我们来看例子：

  1. public class Point {
  2.     private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();
  4.     private double x;
  5.     private double y;
  7.     public void move(double deltaX, double deltaY) {
  8.         long stamp = stampedLock.writeLock(); // 获取写锁
  9.         try {
  10.             x += deltaX;
  11.             y += deltaY;
  12.         } finally {
  13.             stampedLock.unlockWrite(stamp); // 释放写锁
  14.         }
  15.     }
  17.     public double distanceFromOrigin() {
  18.         long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); // 获得一个乐观读锁
  19.         // 注意下面两行代码不是原子操作
  20.         // 假设x,y = (100,200)
  21.         double currentX = x;
  22.         // 此处已读取到x=100，但x,y可能被写线程修改为(300,400)
  23.         double currentY = y;
  24.         // 此处已读取到y，如果没有写入，读取是正确的(100,200)
  25.         // 如果有写入，读取是错误的(100,400)
  26.         if (!stampedLock.validate(stamp)) { // 检查乐观读锁后是否有其他写锁发生
  27.             stamp = stampedLock.readLock(); // 获取一个悲观读锁
  28.             try {
  29.                 currentX = x;
  30.                 currentY = y;
  31.             } finally {
  32.                 stampedLock.unlockRead(stamp); // 释放悲观读锁
  33.             }
  34.         }
  35.         return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
  36.     }
  37. }

和ReadWriteLock相比，写入的加锁是完全一样的，不同的是读取。注意到首先我们通过tryOptimisticRead()获取一个乐观读锁，并返回版本号。接着进行读取，读取完成后，我们通过validate()去验证版本号，如果在读取过程中没有写入，版本号不变，验证成功，我们就可以放心地继续后续操作。如果在读取过程中有写入，版本号会发生变化，验证将失败。在失败的时候，我们再通过获取悲观读锁再次读取。由于写入的概率不高，程序在绝大部分情况下可以通过乐观读锁获取数据，极少数情况下使用悲观读锁获取数据。

可见，StampedLock把读锁细分为乐观读和悲观读，能进一步提升并发效率。但这也是有代价的：一是代码更加复杂，二是StampedLock是不可重入锁，不能在一个线程中反复获取同一个锁。

StampedLock还提供了更复杂的将悲观读锁升级为写锁的功能，它主要使用在if-then-update的场景：即先读，如果读的数据满足条件，就返回，如果读的数据不满足条件，再尝试写。

小结

StampedLock提供了乐观读锁，可取代ReadWriteLock以进一步提升并发性能；

StampedLock是不可重入锁。

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使用StampedLock - 图1使用StampedLock - 图2