使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁缓存策略

"读写锁在并发编程中用于提高数据访问效率，通过区分读操作和写操作的权限，允许多个线程同时读取数据，而写操作则保持互斥。ReentrantReadWriteLock是Java中实现读写锁的类，位于`java.util.concurrent.locks`包下，它支持重入特性，即线程可以持有锁并再次请求相同的锁。本文将详细探讨读写锁的工作原理、ReentrantReadWriteLock的使用方法以及如何在实际代码中应用。 在提供的代码示例中，`CachedData`类使用了ReentrantReadWriteLock来管理对`data`对象的访问。当`processCachedData()`方法被调用时，首先获取读锁。如果缓存数据`cacheValid`无效，需要升级为写锁，此时必须先释放读锁，然后才能获取写锁。在写锁保护下，更新数据并重新设置`cacheValid`为true。为了降级回读锁，线程重新获取读锁并释放写锁，这样在保持读锁的同时可以继续使用数据。最后，解锁读锁完成操作。 `RWDictionary`类则展示了读写锁在字典操作中的应用。`get()`方法获取键值对，使用读锁确保多个线程可以并发地读取字典。`allKeys()`方法也类似，返回所有键的数组。`put()`方法用于添加或修改键值对，需要写锁来保证在写入时其他读写操作都被阻塞，确保数据的一致性。 ReentrantReadWriteLock提供了读写锁的几个关键特性： 1. **可重入性**：持有读锁的线程可以再次获得读锁，持有写锁的线程也可以再次获得写锁，这避免了死锁的发生。 2. **读优先**：在没有写锁请求的情况下，可以有多个线程同时持有读锁，允许高并发读取。 3. **锁降级**：在写锁升级为读锁的过程中，可以确保写操作完成后，其他读操作可以安全地进行，而不会影响已经完成的写操作。 在使用ReentrantReadWriteLock时，需要注意以下几点： - 锁的获取和释放必须成对出现，避免死锁和资源泄露。 - 当需要升级锁（从读到写）时，必须先释放原有的锁再重新获取，反之亦然。 - 在多线程环境下，必须正确处理异常，确保在异常发生时也能释放锁。 - 使用try-finally结构来确保锁的释放。 通过合理使用读写锁，可以有效地提高多线程环境下的并发性能，特别是在读操作远多于写操作的情况下。在设计并发程序时，根据数据访问模式选择合适的同步机制，如互斥锁、读写锁或者其他的并发控制策略，是提升程序效率的关键。"