java - 为什么 Java StampedLock 比 ReentrantReadWriteLock 更快

Question

这comparison of StampedLock and other locks表明StampedLock随着竞争的加剧，是最快的。然而，这篇文章和其他各种文章都没有列出为什么它更快。它似乎使用与其他类型的锁相同的 CAS 语义？谁能解释为什么随着竞争的加剧它最快？
例如，在下面这段代码中，writeLock 不仅会阻塞其他 writeLocks，还会阻塞 readLocks。此时我不关心 optimisticReadLocks 等。只是简单的 writeLock.. 有什么优势，它比 ReentrantLock 更快(而且它甚至没有可重入性)。

    public static void main(String[]args)throws Exception{
    StampedLock lk = new StampedLock();

    new Thread(() -> {
        long stamp = lk.writeLock();
        try {
            out.println("locked.. sleeping");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            lk.unlock(stamp);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();

    new Thread(() -> {
        long stamp = lk.writeLock();
        try {
            out.println("locked.. sleeping");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            lk.unlock(stamp);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }).start();

}

Answer 1

需要明确的是，当竞争加剧时，StampedLock 的读取速度要快得多。写入速度稍快，但不如读取速度快。我会解释原因。

大多数时候，有了读写锁，写操作就会少得多。然而，尽管如此，每次您在 ReentrantReadWriteLock 上获取 readLock() 时，您都必须增加读取器计数。这会在所有使用此锁的内核上强制缓存失效。

在竞争激烈的情况下，这会导致读取速度显着下降。读取应该很快，当执行 readLock() 时，我们不应该更新变量，这是违反直觉的。

如果相反，我们有一个戳记或者比方说版本呢？每次读取迭代只更新一次。

这对我们的作用是，在争用下，如果只有一个线程更新标记值(比方说在写入之后)，则所有读取线程都将在需要读取锁时执行缓存命中。这禁止缓存失效并允许锁以比 RRWL 更合适的方式执行。

使用 StampedLock 的模式类似于使用 tryOptimisticRead 时的无锁算法(如 CAS)

1. 获得邮票
2. 读取一个值
3. 邮票有变化吗？
   • 是，重试或发出阻塞读取
   • 不，我们很好，让我们继续前进。