JDK1.8 邮戳锁(StampedLock)知识点整理以及示例

邮戳锁时JDK1.8版本后引入的一种锁机制，与ReentrantRead-WriteLock类似，该锁可以用于控制读写访问。
   public class StampeLock extends Object implements Serializable
   邮戳锁的状态由版本号和模式两个部分组成，通过三种模式控制读、写操作，这三种模式分别如下：
   1）写模式。如果线程调用writeLock()获取邮戳锁，如果该已经被其他对象持有，则该线程阻塞，等待对象释放该锁，线程在获得该锁时，会获得一个长整型的值，该值在解锁的时候作为参数使用。该锁在写模式下，不会获得读锁，其他的乐观锁也会失效。
   2）读模式。使用方法readLock();在获取该该锁时，也会获取一个长整型的数值，该值在在解锁时作为参数使用。该锁在等待非排他性访问时有可能被阻塞。该模式也提供了tryReadLock()方法，用于获取读锁。
   3）乐观读模式。乐观读模式可以被看成是读模式的另一个版本，它可以在任何时刻被一个试图写入的线程打断，进入写模式。当代码长度短并且对数据的操作为只读时，非常适合乐观读模式,它可以减少竞争，提高程序的吞吐量。然而，乐观读模式又非常脆
   弱，很容易被打打断从而进入其他的模式。当处于乐观读模式时，代码部分应该只读类的属性，并且经过验证(使用方法validate())后把类的属性放入一个本地变量中供以后使用，属性的读操作在乐观读模式下很可能会导致不一致，所以只有对数据表示足够熟悉
   时才能应用，并且要反复使用validate()方法来检查一致性。
   example:
   当程序第一次读到一个对象引用，然后马上访问该对象引用的某一个属性时，这种情况就需要调用validate()方法。当邮戳没有处于写模式时，调用tryOptimisticRead()方法会返回一个非零值stamp,stam值被视作为锁的一中状态。
   当所在写模式下并且锁没有被其他线程持有，validate()方法将返回true,说明已经成功转为乐观读模式。
   锁获取方法将返回一个长整型的邮戳stamp,该邮戳值用于表示锁的一个状态，并进行控制访问。带有try的锁获取方法(例如tryOptimisticRead()）可能会返回特殊的值0；表示尝试获取锁失败。
   锁的释放和转换是需要使用stamp作为参数，当没有匹配锁的状态将释放和转换失败。
   StampedLock类中提供了一些方法，可以用于在三种模式中进行转换，
   例如：
   方法tryConvertToWriteLock(long stamp)将会尝试转换为写模式，并且当满足以下条件时将返回一个有效的写模式的stamp。
   1）已经处于写模式；
   2）在读模式下，并且已经没有其他线程读。
   3）在乐观读模式下，没有被锁定。
   邮戳锁通常作为内部工具用于线程安全的组件开发过程中，但需要根据处于临界区内的数据属性，对象及其方法决定如何使用邮戳锁。
   注意事项：
   邮戳锁是不可重入的，所以被邮戳锁保护的临界区内不应该含有对其它有可能重新获取该锁的方法调用，否则会一起死锁。
   例如：
   StampedLock slock = new StampedLock();
   public void compute(){
       long stamp = slock.writeLock();
       try{
           output();
       }finally{
           slock.unlockWrite(stamp);
       }
   }
   public void output(){
       long stamp = slock.readLock();
       try{
           //.......
       }finally{
           slock.unlockWrite(stamp);
       }
   }

   在方法compute()中调用了方法output();则运行时会一起死锁。

/**
*    启动类
* @author YeDong
*
*/
public class Index {
   public static final int N = 10;
   public static void main(String[] args) {
       IntList ilist = new IntList();
       int rnumber = 5;
       int wnumber = N-rnumber;
       Thread [] rt = new Thread[rnumber];
       Thread [] wt = new Thread[wnumber];
       ilist.fillIfEmpty();
       System.out.println("开始生成"+rnumber+"个读线程>>>>>>");
       for(int i=0;i<rnumber;i++) {
           rt[i] = new ReadThread(ilist);
           rt[i].start();
       }
       System.out.println("开始生成"+rnumber+"个写线程>>>>>>");
       for(int i=0;i<rnumber;i++) {
           wt[i] = new WriteThread(ilist);
           wt[i].start();
       }
       System.out.println("执行完毕！");
   }
}
-----------------------------------------------------------------------------------------------

/**
* 初始化测试的List 并对其进行数据操作
*/
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.StampedLock;

public class IntList {

List<Integer> intList;
StampedLock sl;

public IntList() {

intList = new ArrayList<Integer>();
       sl = new StampedLock();
   }
   //使用写模式向List添加数据
   public void insert(int num) {
       long stamp = sl.writeLock();
       try {
           intList.add(num);
       }finally {
           sl.unlockWrite(stamp);
       }
   }
   //使用读模式读取List集合中的数据
   public int get(int index) {
       long stamp = sl.readLock();
       try {
           return intList.get(index);
       } finally {
           // TODO: handle finally clause
           sl.unlockRead(stamp);
       }
   }
   //使用尝试读方法读取数据
   public int getOptimisticRead(int index) {
       long stamp = sl.tryOptimisticRead();
       int temp = intList.get(index);
       if(!sl.validate(stamp)) {
           stamp = sl.readLock();
           try {
               temp = intList.get(index);
           } finally {
               // TODO: handle finally clause
               sl.unlockRead(stamp);
           }
       }
       return temp;
   }
   //将读模式升级为写模式
   public void fillIfEmpty() {
       long stamp = sl.readLock();
       try {
           while(intList.isEmpty()) {
               long ws = sl .tryConvertToReadLock(stamp);
               if(ws!=0) {
                   stamp = ws;
                   for(int i=0;i<50;i++) {
                       intList.add(i);
                   }
               }else {
                   sl.unlockRead(stamp);
                   sl.writeLock();
               }
           }
       } finally {
           sl.unlock(stamp);
       }
   }
}
----------------------------------------------------------------------------------------

/**
* 读取数据的线程
* @author YeDong
*
*/
public class ReadThread extends Thread{
IntList iList;

public ReadThread(IntList iList) {
       super();
       this.iList = iList;
   }
   public void run() {
       for(int i=0;i<50;i++) {
           //iList.get(i);
           iList.getOptimisticRead(i);//优化
       }
   }
}
-------------------------------------------------------------------------------------------

/**
* 写入数据的线程
* @author YeDong
*
*/
public class WriteThread extends Thread {
IntList iList;

public WriteThread(IntList iList) {
       super();
       this.iList = iList;
   }
   public void run() {
       for(int i=0;i<50;i++) {
           iList.insert(i);
       }
   }
}

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