StampedLock源码解析

StampedLock 描述

一种基于能力的锁，具有三种模式，用于控制读写访问。StampedLock的状态由版本和模式组成。锁获取方法返回一个表示并控制对锁状态访问的戳记；这些方法的 “try” 版本可能会返回特殊值0，表示无法获得访问权限。锁释放和转换方法需要标记作为参数，如果它们与锁的状态不匹配，则会失败。

三种模式是:

写：

方法 writeLock() 可能会阻塞等待独占访问，返回一个戳记，可以在方法 unlockWrite() 中使用，以释放锁。还提供了 tryWriteLock() 的非定时版本和定时版本。当锁处于写模式时，不能获得读锁，所有乐观读验证都将失败。

读：

方法 readLock() 可能阻塞等待非独占访问，返回一个戳，可以在方法 unlockRead() 中使用来释放锁。还提供了 tryReadLock() 的不定时和定时版本。

乐观读：

方法 tryOptimisticRead() 仅在当前锁未处于写模式时才返回非零戳。如果在获取给定戳后，尚未在写入模式下获取锁，则方法 validate 返回 true。这种模式可以被认为是读锁的一个非常弱的版本，可以被写入器在任何时候破坏。对短的只读代码段使用乐观模式通常会减少争用并提高吞吐量。然而，它的使用本质上是脆弱的。乐观读取部分应该只读取字段，并将它们保存在局部变量中，以便在验证后使用。。在乐观模式下读取的字段可能非常不一致，因此只有当您足够熟悉数据表示以检查一致性和或重复调用方法 validate() 时，才能使用此用法。例如，在第一次读取对象或数组引用，然后访问其中的字段、元素或方法时，通常需要这样的步骤。

这个类还支持有条件地提供跨三种模式转换的方法。例如，方法 tryConvertToWriteLock() 尝试 “升级”一个模式，如果(1)已经处于写模式(2)处于读模式且没有其他读取器，或者(3)处于乐观模式且锁可用，则返回一个有效的写标记。这些方法的形式旨在帮助减少一些代码膨胀，否则在基于重试的设计中会出现。

StampedLocks被设计用来作为开发线程安全组件的内部工具。它们的使用依赖于对所保护数据、对象和方法的内部属性的了解。它们是不可重入的，因此被锁的主体不应该调用其他可能试图重新获取锁的未知方法(尽管您可以将戳记传递给其他可以使用或转换它的方法)。读锁模式的使用依赖于相关的代码段没有副作用。未经验证的乐观读取段无法调用无法容忍潜在不一致的方法。戳记使用有限表示，并且在密码学上是不安全的(即有效的戳记可能是可猜测的)。戳记价值可在(不早于)连续运作一年后回收。没有使用或验证的戳记保存时间超过此期间可能无法正确验证。StampedLocks 是可序列化的，但总是反序列化为初始解锁状态，因此它们对远程锁定没有用处。

StampedLock 的调度策略并不总是优先于读写器，反之亦然。所有 “try” 方法都是尽最大努力，并不一定符合任何调度或公平策略。用于获取或转换锁的任何“try”方法的零返回不携带有关锁状态的任何信息；后续的调用可能会成功。

因为它支持多种锁模式的协同使用，，所以该类不直接实现 Lock 或 ReadWriteLock 接口。然而，在只需要相关功能集的应用程序中，可以查看 asReadLock()、 asWriteLock() 或 asReadWriteLock()。

示例用法:

下面说明了维护简单二维点的类中的一些用法。示例代码演示了一些 try catch 约定，尽管在这里并不严格需要这些约定，因为它们本身不会发生异常。

class Point {
  private double x, y;
  private final StampedLock sl = new StampedLock();
  void move(double deltaX, double deltaY) { // an exclusively locked method
    long stamp = sl.writeLock();
    try {
      x += deltaX;
      y += deltaY;
    } finally {
      sl.unlockWrite(stamp);
    }
  }
  double distanceFromOrigin() { // A read-only method
    long stamp = sl.tryOptimisticRead();
    double currentX = x, currentY = y;
    if (!sl.validate(stamp)) {
       stamp = sl.readLock();
       try {
         currentX = x;
         currentY = y;
       } finally {
          sl.unlockRead(stamp);
       }
    }
    return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
  }
  void moveIfAtOrigin(double newX, double newY) { // upgrade
    // Could instead start with optimistic, not read mode
    long stamp = sl.readLock();
    try {
      while (x == 0.0 && y == 0.0) {
        long ws = sl.tryConvertToWriteLock(stamp);
        if (ws != 0L) {
          stamp = ws;
          x = newX;
          y = newY;
          break;
        }
        else {
          sl.unlockRead(stamp);
          stamp = sl.writeLock();
        }
      }
    } finally {
      sl.unlock(stamp);
    }
  }
}