【并发技术12】线程锁技术的使用

public class LockTest {

    public static void main(String[] args) {

        new LockTest().init();
    }

    private void init() {
        final Outputer outputer = new Outputer();
        // 线程1打印：duoxiancheng
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outputer.output("duoxiancheng");
                }

            }
        }).start();
        ;

        // 线程2打印：eson15
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    try {
                        Thread.sleep(5);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    outputer.output("eson15");
                }

            }
        }).start();
        ;
    }

    // 自定义一个类，保存锁和待执行的任务
    static class Outputer {
        Lock lock = new ReentrantLock(); //定义一个锁，Lock是个接口，需实例化一个具体的Lock
        //字符串打印方法，一个个字符的打印
        public void output(String name) {

            int len = name.length();
            lock.lock();
            try {
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    System.out.print(name.charAt(i));
                }
                System.out.println("");
            } finally {
                lock.unlock(); //try起来的原因是万一一个线程进去了然后挂了或者抛异常了，那么这个锁根本没有释放
            }
        }
}

public class ReadWriteLockTest {

    public static void main(String[] args) {
        final Queue3 q3 = new Queue3(); //封装共享的数据、读写锁和待执行的任务的类

        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new Thread() { // 开启三个线程写数据
                public void run() {
                    while (true) {
                        q3.put(new Random().nextInt(10000));
                    }
                }
            }.start();

            new Thread() { // 开启三个线程读数据
                public void run() {
                    while (true) {
                        q3.get();
                    }
                }
            }.start();
        }
    }
}

class Queue3 {

    private Object data = null; // 共享的数据
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();// 定义读写锁

    // 读取数据的任务方法
    public void get() {
        rwl.readLock().lock(); // 上读锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + ":before read: " + data); // 读之前打印数据显示

            Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); // 睡一会儿~

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + ":after read: " + data); // 读之后打印数据显示
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rwl.readLock().unlock();// 释放读锁
        }
    }

    // 写数据的任务方法
    public void put(Object data) {
        rwl.writeLock().lock(); // 上写锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + ":before write: " + this.data); // 读之前打印数据显示

            Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000)); // 睡一会儿~
            this.data = data; //写数据

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() 
                    + ":after write: " + this.data); // 读之后打印数据显示
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rwl.writeLock().unlock();// 释放写锁        
        }
    }
}

public class ReadWriteLockTest2 {

    public static void main(String[] args) {

        CacheData cache = new CacheData();

        for(int i = 1; i <= 5; i ++) { //开启5个线程
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    cache.processCache(); //都去拿数据
                }
            }).start();
        }
    }
}

class CacheData {

    private Object data = null; // 需要缓存的数据
    private boolean cacheValid; //用来标记是否有缓存数据
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();// 定义读写锁

    public void processCache() {
        rwl.readLock().lock(); //上读锁

        if(!cacheValid) { //如果没有缓存，那说明是第一次访问，需要给data赋个值
            rwl.readLock().unlock(); //先把读锁释放掉
            rwl.writeLock().lock(); //上写锁
            if(!cacheValid) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": no cache!");
                data = new Random().nextInt(1000); //赋值
                cacheValid = true; //标记已经有缓存了
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": already cached!");
            }
            rwl.readLock().lock(); //再把读锁上上
            rwl.writeLock().unlock(); //把刚刚上的写锁释放掉
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get data: " + data);
        rwl.readLock().unlock(); //释放读锁
    }
}

public class CacheDemo {

    public static void main(String[] args) {

        Cache cac = new Cache();
        for(int i = 0; i < 3; i ++) { //开启三个线程去缓存中拿key为cache1的数据，
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    String value = (String) cac.getData("cache1"); //第一个进入的线程要先写一个数据进去（相当于第一次从数据库中取）    
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + value);    
                }
            }).start();
        }

        for(int i = 0; i < 3; i ++) { //开启三个线程去缓存中拿key为cacahe2的数据
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    String value = (String) cac.getData("cache2");//第一个进入的线程要先写一个数据进去（相当于第一次从数据库中取）
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + value);
                }
            }).start();
        }
    }
}

class Cache {
    //存储缓存数据的Map，注意HashMap是非线程安全的，也要进行同步操作
    private Map<String, Object> cache = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Object>()); 
    private ReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); //定义读写锁

    public synchronized Object getData(String key) {
        rwl.readLock().lock(); //上读锁
        Object value = null; 
        try {
            value = cache.get(key); //根据key从缓存中拿数据
            if (value == null) { //如果第一次那该key对应的数据，拿不到
                rwl.readLock().unlock(); //释放读锁
                rwl.writeLock().lock(); //换成写锁
                try {
                    if (value == null) { //之所以再去判断，是为了防止几个线程同时进入了上面那个if，然后一个个都来重写赋值一遍
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " write cache for " + key);
                        value = "aaa" + System.currentTimeMillis(); // 实际中是去数据库中取，这里只是模拟
                        cache.put(key, value); //放到缓存中
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has already written cache!");
                    }
                } finally {
                    rwl.writeLock().unlock(); //写完了释放写锁
                }
                rwl.readLock().lock(); //换读锁
            }
        } finally {
            rwl.readLock().unlock(); //最后呢释放读锁
        }
        return value; //返回要取的数据
    }
}

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