Java ReentrantReadWriteLock 讀寫鎖實戰：Runnable 任務封裝與多線程驗證示例

核心概念

• 讀鎖（共享鎖）：多線程可同時持有，讀讀不互斥；
• 寫鎖（排他鎖）：同一時間僅一線程持有，讀寫、寫寫互斥；
• 鎖降級：寫鎖 → 讀鎖 支持，讀鎖 → 寫鎖 不支持（需釋放讀鎖再獲取寫鎖）。

原始代碼 Bug 修正

// 原代碼 finally 中寫鎖調用了 w.lock()，應為 w.unlock()
finally { w.unlock(); }

完整驗證Demo

// 共享資源
class DataStore {
    private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();
    private final Lock r = rwl.readLock(), w = rwl.writeLock();
    private String data = "init";

    public void read() {
        r.lock();
        try { Thread.sleep(1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " read: " + data); }
        catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); }
        finally { r.unlock(); }
    }
    public void write(String v) {
        w.lock();
        try { Thread.sleep(3000); data = v; System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wrote: " + v); }
        catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); }
        finally { w.unlock(); }
    }
}

// 讀任務
class ReadTask implements Runnable {
    private final DataStore store;
    ReadTask(DataStore s) { store = s; }
    public void run() { store.read(); }
}

// 寫任務
class WriteTask implements Runnable {
    private final DataStore store; private final String val;
    WriteTask(DataStore s, String v) { store = s; val = v; }
    public void run() { store.write(val); }
}

// 主程序
public class RWLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DataStore store = new DataStore();
        // 2 寫線程（互斥）、4 讀線程（並發）
        new Thread(new WriteTask(store, "v1"), "W-1").start();
        new Thread(new WriteTask(store, "v2"), "W-2").start();
        for (int i = 1; i <= 4; i++)
            new Thread(new ReadTask(store), "R-" + i).start();
    }
}

預期輸出現象

• 兩寫線程**串行**（間隔 ~3s）；
• 四讀線程**幾乎同時**打印（讀鎖共享）；
• 寫期間讀線程阻塞，讀期間寫線程阻塞。

最佳實踐提醒

• 業務讀多寫少場景優先考慮 ReentrantReadWriteLock；
• 避免在鎖內調用耗時 IO / 睡眠，縮小臨界區；
• Java 8+ 可考慮 StampedLock（樂觀讀、無條件遞歸），性能更優但 API 較複雜。