面试题：你了解 Java 中的读写锁吗？

是的，Java 中的读写锁是一种特殊的锁机制，允许多个线程同时读取共享资源，但在写操作时需要独占锁。这种机制可以提高并发性能，特别是在读多写少的场景中。

Java 提供了 ReentrantReadWriteLock 类来实现读写锁。以下是读写锁的核心概念和使用方法：

1. 读写锁的核心概念

读锁（共享锁）：
- 多个线程可以同时持有读锁。
- 读锁之间不会互斥，允许多个线程同时读取共享资源。
写锁（独占锁）：
- 写锁是独占的，同一时刻只能有一个线程持有写锁。
- 写锁与读锁互斥，写锁会阻塞所有读锁和其他写锁。

2. 读写锁的使用

ReentrantReadWriteLock 提供了两个锁对象：

readLock()：获取读锁。
writeLock()：获取写锁。

示例：

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class ReadWriteLockExample {
    private final ReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();
    private int sharedData = 0;

    public void readData() {
        rwLock.readLock().lock(); // 获取读锁
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 读取数据: " + sharedData);
        } finally {
            rwLock.readLock().unlock(); // 释放读锁
        }
    }

    public void writeData(int data) {
        rwLock.writeLock().lock(); // 获取写锁
        try {
            sharedData = data;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 写入数据: " + data);
        } finally {
            rwLock.writeLock().unlock(); // 释放写锁
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReadWriteLockExample example = new ReadWriteLockExample();

        // 创建多个读线程
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                example.readData();
            }, "读线程-" + i).start();
        }

        // 创建多个写线程
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread(() -> {
                example.writeData((int) (Math.random() * 100));
            }, "写线程-" + i).start();
        }
    }
}

3. 读写锁的特性

公平性：
- ReentrantReadWriteLock 支持公平模式和非公平模式。
- 在公平模式下，锁的获取按照请求的顺序进行。
- 在非公平模式下，锁的获取可能会插队，提高吞吐量。
可重入性：
- 读写锁是可重入的，同一个线程可以多次获取读锁或写锁。
锁降级：
- 写锁可以降级为读锁，但读锁不能升级为写锁。

4. 读写锁的适用场景

读多写少：
- 当读操作远多于写操作时，读写锁可以显著提高性能。
数据一致性要求高：
- 写操作需要独占锁，保证数据的一致性。
缓存系统：
- 缓存数据的读取频率高，更新频率低，适合使用读写锁。

5. 读写锁的注意事项

死锁风险：
- 如果线程在持有读锁的情况下尝试获取写锁，可能会导致死锁。
性能开销：
- 读写锁的实现比普通锁复杂，可能会带来额外的性能开销。

6. 读写锁与普通锁的对比

特性	读写锁 (`ReentrantReadWriteLock`)	普通锁 (`ReentrantLock`)
读操作	允许多个线程同时读	同一时刻只能有一个线程访问
写操作	独占锁，互斥	独占锁，互斥
适用场景	读多写少	读写均衡或写多读少
性能	读操作性能高	读操作性能较低