Java 中的讀寫鎖如何用於並發程式設計？

讀寫鎖是一種並發控制機制，允許多個執行緒並發讀取共享資源，但一次只有一個執行緒可以寫入。它主要用於具有讀取密集型工作負載和偶發寫入的應用程式。在 Java 中，可以使用 java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock 介面實作讀寫鎖，其中讀鎖允許讀取訪問，寫鎖允許寫入存取。例如，在共用計數器中，多個執行緒可並發讀取計數器值，而寫入執行緒需取得寫入鎖定才能更新計數器，確保寫入原子性和資料完整性。

Java 中的讀寫鎖定用於並發程式設計

#簡介

讀寫鎖定是一種並發控制機制，允許多個執行緒並發地讀取共享資源，但一次只有一個執行緒可以寫入共享資源。這對於具有讀取密集型工作負載和偶發寫入的應用程式非常有用。

與互斥鎖不同，讀寫鎖定允許多個讀取器同時存取共享資源，而寫入器擁有對資源的獨佔存取權。

使用Java 中的讀寫鎖定

Java 中的java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock 介面提供了讀寫鎖定的功能。它有兩種類型的鎖定：

• 讀取鎖定： 允許執行緒取得對共享資源的讀取存取權。
• 寫入鎖定： 允許執行緒取得對共享資源的寫入存取權。

以下是使用讀寫鎖定的範例：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class SharedResource {

    private final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
    private int value;

    public void read() {
        lock.readLock().lock();
        try {
            // 读取共享资源
            System.out.println("Reading: " + value);
        } finally {
            lock.readLock().unlock();
        }
    }

    public void write(int newValue) {
        lock.writeLock().lock();
        try {
            // 写入共享资源
            value = newValue;
            System.out.println("Writing: " + value);
        } finally {
            lock.writeLock().unlock();
        }
    }
}

#實戰案例

考慮一個共享計數器，其中多個執行緒讀取計數器值，而只有一個執行緒更新它。我們可以使用讀寫鎖來確保並發存取時資料的完整性。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CounterExample {

    private final SharedResource counter = new SharedResource();
    private final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public void run() {
        // 创建 10 个读取线程
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executor.submit(counter::read);
        }

        // 模拟写入线程
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            executor.submit(() -> counter.write(i));
        }

        executor.shutdown();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new CounterExample().run();
    }
}

在這個範例中，多個讀取執行緒可以並發讀取計數器值，而寫入執行緒在存取計數器之前會取得寫鎖。這確保了寫入操作的原子性和資料的完整性。

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