StampedLock（印戳锁）详解

1. 简介

StampedLock（印戳锁）是对ReentrantReadWriteLock读写锁的一种改进，主要的改进为：在没有写只有读的场景下，StampedLock支持不用加读锁而是直接进行读操作，最大程度提升读的效率，只有在发生过写操作之后，再加读锁才能进行读操作

StampedLock有以下3种模式：

1. 悲观读锁：与ReadWriteLock的读锁类似（这里的读锁不可重入），多个线程可以同时获取悲观读锁，悲观读锁是一个共享锁。
2. 乐观读锁：相当于直接操作数据，不加任何锁，连读锁都不要。在操作数据前并没有通过CAS 设置锁的状态，仅仅通过位运算测试。如果当前没有线程持有写锁 ，则简单地返回 一个非 0 的 stamp 版本信息 ，返回0则说明有线程持有写锁。 获取该 stamp 后在具体操作数据前还需要调用validate 方法验证该 s tamp 是否己经不可用
3. 写锁：与ReadWriteLock的写锁类似，写锁和悲观读锁是互斥的。虽然写锁与乐观读锁不会互斥，但是在数据被更新之后，之前通过乐观读锁获得的数据已经变成了脏数据。是 一 个排它锁或者独占锁，某时只有 一 个线程可以获取该锁，当二个线程获取该锁后，其他请求读锁和写锁的线程必须 等待 ，这类似于ReentrantReadWriteLock 的写锁（不同点在于这里的写锁不可重入）

StampedLock 的读写锁都是不可重入锁，所以在获取锁后释放锁前不应该再调用会获取锁的操作，以避免造成调用线程被阻塞

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2. 代码示例

package innerlock;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.locks.StampedLock;

public class StampedLockTest {
	//创建1个map 代表共享数据
	final static HashMap<String, String> MAP=new HashMap<>();
	//创建一个印戳锁
	final static StampedLock STAMPED_LOCK=new StampedLock();
	/*
	 * 对共享数据的写操作
	 */
	public static Object put(String key,String value) {
		long stamp=STAMPED_LOCK.writeLock();
		try {
			System.out.println(getNowTime()+": 抢占了写锁，开始写操作");
			String put=MAP.put(key, value);
			return put;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			System.out.println(getNowTime()+": 释放了写锁");
			STAMPED_LOCK.unlock(stamp);
		}
		return null;
	}
	/*
	 * 对共享数据的悲观读操作
	 */
	public static Object pessimisticRead(String key) {
		System.out.println(getNowTime()+":  进入过写模式，只能悲观读");
		long stamp=STAMPED_LOCK.readLock();
		try {
			System.out.println(getNowTime()+": 获取了读锁");
			String value=MAP.get(key);
			return value;
		} finally {
			System.out.println(getNowTime()+": 释放了读锁");
			STAMPED_LOCK.unlockRead(stamp);
		}
	}
	/*
	 * 对共享数据的乐观读操作
	 */
	public static Object optimisticRead(String key) {
		String value=null;
		long stamp=STAMPED_LOCK.tryOptimisticRead();
		if(stamp!=0) {
			System.out.println(getNowTime()+":  乐观锁的印戳值获取成功");
			value=MAP.get(key);
		}
		else if (stamp==0) { //代码1
			System.out.println(getNowTime()+":  乐观锁的印戳值获取失败，开始使用悲观读");
			return pessimisticRead(key);
		}
		if(!STAMPED_LOCK.validate(stamp)) {//代码2处
			System.out.println(getNowTime()+":  乐观读的印戳值已经过期");
			return pessimisticRead(key);
		}
		else {
			System.out.println(getNowTime()+":  乐观读的印戳值没有过期");
			return value;
		}
	}
	public static Date getNowTime() {
		return new Date();
	}
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		MAP.put("initKey", "initValue");
		Thread t1=new Thread(()->{
			System.out.println(optimisticRead("initKey"));
		},"读线程1");
		Thread t2=new Thread(()->{
			put("key1", "value1");
		},"写线程1");
		Thread t3=new Thread(()->{
			System.out.println(optimisticRead("initKey"));
		},"读线程2");
		t1.start();
		t1.join();
		t2.start();
		
		t3.start();
		Thread.sleep(1000);
	}
	
}

• 代码1处stamp==0说明当前为写锁模式，只能使用悲观读
• 代码2处： 乐观读已经过了一段时间，期间可能发生写入，所以验证乐观读的印戳值是否有效，即判断LOCK是否进入过写模式