【Java并发】JUC—ReentrantReadWriteLock有坑，小心读锁！

好长一段时间前，某些场景需要JUC的读写锁，但在某个时刻内读写线程都报超时预警（长时间无响应），看起来像是锁竞争过程中出现死锁（我猜）。经过排查项目并没有能造成死锁的可疑之处，因为业务代码并不复杂（仅仅是一个计算过程），经几番折腾，把注意力转移到JDK源码，正文详细说下ReentrantReadWriteLock的隐藏坑点。

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过程大致如下：

• 若干个读写线程抢占读写锁
• 读线程手脚快，优先抢占到读锁（其中少数线程任务较重，执行时间较长）
• 写线程随即尝试获取写锁，未成功，进入双列表进行等待
• 随后读线程也进来了，要去拿读锁

问题：优先得到锁的读线程执行时间长达73秒，该时段写线程等待是理所当然的，那读线程也应该能够得到读锁才对，因为是共享锁，是吧？但预警结果并不是如此，超时任务线程中大部分为读。究竟是什么让读线程无法抢占到读锁，而导致响应超时呢？

把场景简化为如下的测试代码：读——写——读 线程依次尝试获取ReadWriteLock，用空转替换执行时间过长。

执行结果：控制台仅打印出Thread[读线程 -- 1,5,main]，既是说读线程 -- 2并没有抢占到读锁，跟上诉的表现似乎一样。

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public class ReadWriteLockTest { public static void main(String[] args) { ReadWriteLockTest readWriteLockTest = new ReadWriteLockTest(); }   public ReadWriteLockTest() { try { init(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }   void init() throws InterruptedException { TestLock testLock = new TestLock(); Thread read1 = new Thread(new ReadThread(testLock), "读线程 -- 1"); read1.start(); Thread.sleep(100); Thread write = new Thread(new WriteThread(testLock), "写线程 -- 1"); write.start(); Thread.sleep(100); Thread read2 = new Thread(new ReadThread(testLock), "读线程 -- 2"); read2.start(); }   private class TestLock {   private String string = null; private ReadWriteLock readWriteLock = new ReentrantReadWriteLock(); private Lock readLock = readWriteLock.readLock(); private Lock writeLock = readWriteLock.writeLock();   public void set(String s) { writeLock.lock(); try { // writeLock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS); string = s; } finally { writeLock.unlock(); } }   public String getString() { readLock.lock(); System.out.println(Thread.currentThread()); try { while (true) {   } } finally { readLock.unlock(); } } }   class WriteThread implements Runnable {   private TestLock testLock; public WriteThread(TestLock testLock) { this.testLock = testLock; }   @Override public void run() { testLock.set("射不进去，怎么办？"); } }   class ReadThread implements Runnable {   private TestLock testLock; public ReadThread(TestLock testLock) { this.testLock = testLock; }   @Override public void run() { testLock.getString(); } } }

我们用jstack查看一下线程，看到读线程2和写线程1确实处于WAITING的状态。

jstack

排查项目后，业务代码并没有问题，转而看下ReentrantReadWriteLock或AQS是否有什么问题被我忽略的。

第一时间关注共享锁，因为独占锁的实现逻辑我确定很清晰了，很快我似乎看到自己想要的方法。

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public static class ReadLock implements Lock, java.io.Serializable { public void lock() { //if(tryAcquireShared(arg) < 0) doAcquireShared(arg); sync.acquireShared(1); } } abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer { protected final int tryAcquireShared(int unused) { Thread current = Thread.currentThread(); int c = getState(); //计算stata，若独占锁被占，且持有锁非本线程，返回-1等待挂起 if (exclusiveCount(c) != 0 && getExclusiveOwnerThread() != current) return -1; //计算获取共享锁的线程数 int r = sharedCount(c); //readerShouldBlock检查读线程是否要阻塞 if (!readerShouldBlock() && //线程数必须少于65535 r < MAX_COUNT && //符合上诉两个条件，CAS(r, r+1) compareAndSetState(c, c + SHARED_UNIT)) { //下面的逻辑就不说了，很简单 if (r == 0) { firstReader = current; firstReaderHoldCount = 1; } else if (firstReader == current) { firstReaderHoldCount++; } else { HoldCounter rh = cachedHoldCounter; if (rh == null || rh.tid != getThreadId(current)) cachedHoldCounter = rh = readHolds.get(); else if (rh.count == 0) readHolds.set(rh); rh.count++; } return 1; } return fullTryAcquireShared(current); } }

 

嗯，没错，方法readerShouldBlock()十分瞩目，几乎不用看上下文就定位到该方法。因为默认非公平锁，所以直接关注NonfairSync。

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static final class NonfairSync extends Sync { final boolean writerShouldBlock() { return false; } final boolean readerShouldBlock() { return apparentlyFirstQueuedIsExclusive(); } } //下面方法在ASQ中 final boolean apparentlyFirstQueuedIsExclusive() { Node h, s; return (h = head) != null && //head非空 (s = h.next) != null && //后续节点非空 !s.isShared() && //后续节点是否为写线程 s.thread != null; //后续节点线程非空 }

 

apparentlyFirstQueuedIsExclusive什么作用，检查持锁线程head后续节点s是否为写锁，若真则返回true。结合tryAcquireShared的逻辑，如果true意味着读线程会被挂起无法共享锁。

这好像就说得通了，当持锁的是读线程时，跟随其后的是一个写线程，那么再后面来的读线程是无法获取读锁的，只有等待写线程执行完后，才能竞争。

这是jdk为了避免写线程过分饥渴，而做出的策略。但有坑点就是，如果某一读线程执行时间过长，甚至陷入死循环，后续线程会无限期挂起，严重程度堪比死锁。为避免这种情况，除了确保读线程不会有问题外，尽量用tryLock，超时我们可以做出响应。

当然也可以自己实现ReentrantReadWriteLock的读写锁竞争策略，但还是算了吧，遇到读远多于写的场景时，写线程饥渴带来的麻烦更大，表示踩过坑，别介。

 

from: http://huangzehong.me/2018/07/02/20180702%20-%E3%80%90Java%E5%B9%B6%E5%8F%91%E3%80%91JUC%E2%80%94ReentrantReadWriteLock%E6%9C%89%E5%9D%91%EF%BC%8C%E5%B0%8F%E5%BF%83%E8%AF%BB%E9%94%81%EF%BC%81/