Java里如何使用StampedLock实现乐观锁_StampedLock乐观锁使用方法说明

StampedLock的乐观锁基于假设无冲突读取数据,通过tryOptimisticRead()获取时间戳,读取共享数据后用validate()验证有效性,若失败则降级为悲观读锁,适用于读多写少场景以提升性能。

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StampedLock 是 Java 8 引入的一个高性能读写锁,它支持三种模式:写锁、读锁和乐观读锁。相比传统的 ReentrantReadWriteLock,StampedLock 在读多写少的场景下性能更优,尤其是通过乐观锁机制减少了线程阻塞。

什么是乐观锁

乐观锁不是真正意义上的“锁”,而是一种假设:在读取数据时不加锁,认为不会有其他线程修改数据。只有在更新数据前检查是否被修改过。如果未被修改,则提交成功;否则重试或失败。

StampedLock 的乐观读锁正是基于这种思想实现的。

StampedLock 乐观锁使用步骤

使用 StampedLock 的乐观锁主要分为三步:尝试获取乐观读标记、读取共享数据、验证标记是否有效。

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1. 调用 tryOptimisticRead() 获取时间戳(stamp)

该方法立即返回一个 long 类型的 stamp。如果当前没有写操作正在进行,返回的是一个有效的乐观读标记;否则返回 0L。

2. 读取共享状态

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在获取 stamp 后,可以安全地读取共享变量。注意此时并未加锁,所以其他线程可能同时修改数据。

3. 调用 validate(stamp) 检查 stamp 是否仍然有效

如果 validate 返回 true,说明在这期间没有发生写操作,数据可信;如果返回 false,说明数据可能已被修改,需要降级为悲观读锁或重试。

代码示例:使用乐观锁读取数据

下面是一个典型的使用 StampedLock 实现乐观锁的示例:

import java.util.concurrent.locks.StampedLock;public class OptimisticReadExample {    private double x, y;    private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();    // 使用乐观锁读取距离    public double distanceFromOrigin() {        long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); // 尝试乐观读        double currentX = x;        double currentY = y;        // 检查期间是否有写入        if (!stampedLock.validate(stamp)) {            // 乐观读失败,升级为悲观读锁            stamp = stampedLock.readLock();            try {                currentX = x;                currentY = y;            } finally {                stampedLock.unlockRead(stamp);            }        }        return Math.hypot(currentX, currentY);    }    // 写操作需要获取写锁    public void move(double deltaX, double deltaY) {        long stamp = stampedLock.writeLock();        try {            x += deltaX;            y += deltaY;        } finally {            stampedLock.unlockWrite(stamp);        }    }}

在这个例子中,distanceFromOrigin() 方法优先尝试使用乐观读,避免阻塞其他读线程。只有当检测到并发写入时,才退化为使用 readLock() 获取悲观读锁。

使用注意事项

使用 StampedLock 乐观锁时需要注意以下几点:

不能嵌套使用 lock() 和 unlock():StampedLock 的锁不支持重入,同一线程重复加锁会导致死锁。validate() 必须在读取数据后尽快调用:延迟验证可能导致误判。长时间计算应结合悲观锁:若读取后的处理耗时较长,建议直接使用 readLock() 避免频繁重试。写锁会阻塞所有读锁:虽然乐观读不阻塞,但一旦有写操作,tryOptimisticRead() 将返回无效 stamp。

基本上就这些。StampedLock 的乐观锁适合读多写少、冲突较少的场景,能显著提升并发性能。正确使用它,可以在保证线程安全的同时减少锁开销。

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