使用Java 8和Lambda简化ReadWriteLock

考虑到旧版Java代码，无论您在哪里看，带有lambda表达式的Java 8绝对可以提高质量和可读性。今天，让我们看一下ReadWriteLock以及如何使它使用起来更简单。假设我们有一个称为Buffer的类，该类可以记住队列中的最后几条消息，对旧消息进行计数并丢弃。实现非常简单：

public class Buffer {private final int capacity;private final Deque<String> recent;private int discarded;public Buffer(int capacity) {this.capacity = capacity;this.recent = new ArrayDeque<>(capacity);}public void putItem(String item) {while (recent.size() >= capacity) {recent.removeFirst();++discarded;}recent.addLast(item);}public List<String> getRecent() {final ArrayList<String> result = new ArrayList<>();result.addAll(recent);return result;}public int getDiscardedCount() {return discarded;}public int getTotal() {return discarded + recent.size();}public void flush() {discarded += recent.size();recent.clear();}}

现在我们可以putItem() ，但是内部recent队列将仅保留最后一个capacity元素。但是，它也记住必须丢弃多少项以避免内存泄漏。该类工作正常，但仅在单线程环境中有效。我们使用不是线程安全的ArrayDeque和非同步的int 。尽管对int读写是原子的，但不能保证更改在不同线程中可见。同样，即使我们将线程安全的BlockingDeque与AtomicInteger一起使用，我们仍然处于竞争状态的危险中，因为这两个变量彼此不同步。

一种方法是synchronize所有方法，但这似乎很严格。此外，我们怀疑读取的数量大大超过写入的数量。在这种情况下， ReadWriteLock是绝佳的选择。它实际上包括两个锁-一个用于读取，一个用于写入。实际上，它们都为同一把锁竞争，而同一把锁可以同时由一个作者或多个读者获得。因此，当没有人在写并且只有写者偶尔阻塞所有读者时，我们可以进行并发读取。使用synchronized将始终阻止所有其他对象，无论他们做什么。 ReadWriteLock的可悲部分是它引入了许多样板。您必须显式打开一个锁，并记住在finally块中对其进行unlock() 。我们的实现变得难以阅读：

public class Buffer {private final int capacity;private final Deque<String> recent;private int discarded;private final Lock readLock;private final Lock writeLock;public Buffer(int capacity) {this.capacity = capacity;recent = new ArrayDeque<>(capacity);final ReentrantReadWriteLock rwLock = new ReentrantReadWriteLock();readLock = rwLock.readLock();writeLock = rwLock.writeLock();}public void putItem(String item) {writeLock.lock();try {while (recent.size() >= capacity) {recent.removeFirst();++discarded;}recent.addLast(item);} finally {writeLock.unlock();}}public List<String> getRecent() {readLock.lock();try {final ArrayList<String> result = new ArrayList<>();result.addAll(recent);return result;} finally {readLock.unlock();
}public int getDiscardedCount() {readLock.lock();try {return discarded;} finally {readLock.unlock();}}public int getTotal() {readLock.lock();try {return discarded + recent.size();} finally {readLock.unlock();}}public void flush() {writeLock.lock();try {discarded += recent.size();recent.clear();} finally {writeLock.unlock();}}}

这是在八月8日之前完成的方式。有效，安全且丑陋。但是，使用lambda表达式，我们可以将横切关注点包装在这样的实用程序类中：

public class FunctionalReadWriteLock {private final Lock readLock;private final Lock writeLock;public FunctionalReadWriteLock() {this(new ReentrantReadWriteLock());}public FunctionalReadWriteLock(ReadWriteLock lock) {readLock = lock.readLock();writeLock = lock.writeLock();}public <T> T read(Supplier<T> block) {readLock.lock();try {return block.get();} finally {readLock.unlock();}}public void read(Runnable block) {readLock.lock();try {block.run();} finally {readLock.unlock();}}public <T> T write(Supplier<T> block) {writeLock.lock();try {return block.get();} finally {writeLock.unlock();}
public void write(Runnable block) {writeLock.lock();try {block.run();} finally {writeLock.unlock();}}}

如您所见，我们包装了ReadWriteLock并提供了一组可使用的实用程序方法。原则上，我们希望传递Runnable或Supplier<T> （具有单个T get()方法的接口），并确保调用它时已被适当的锁包围。我们可以编写完全相同的包装器类，而无需使用lambda，但是使用它们可以大大简化客户端代码：

public class Buffer {private final int capacity;private final Deque<String> recent;private int discarded;private final FunctionalReadWriteLock guard;public Buffer(int capacity) {this.capacity = capacity;recent = new ArrayDeque<>(capacity);guard = new FunctionalReadWriteLock();}public void putItem(String item) {guard.write(() -> {while (recent.size() >= capacity) {recent.removeFirst();++discarded;}recent.addLast(item);});}public List<String> getRecent() {return guard.read(() -> {return recent.stream().collect(toList());});}public int getDiscardedCount() {return guard.read(() -> discarded);}public int getTotal() {return guard.read(() -> discarded + recent.size());}public void flush() {guard.write(() -> {discarded += recent.size();recent.clear();});}}

看看我们如何调用guard.read()和guard.write()传递应该受到保护的代码段？看起来很整洁。顺便说一句，您是否注意到我们如何使用stream()将任何集合转换为任何其他集合（在这里： Deque into List stream() ？现在，如果我们提取几个内部方法，则可以使用方法引用来进一步简化lambda：

public void flush() {guard.write(this::unsafeFlush);
}private void unsafeFlush() {discarded += recent.size();recent.clear();
}public List<String> getRecent() {return guard.read(this::defensiveCopyOfRecent);
}private List<String> defensiveCopyOfRecent() {return recent.stream().collect(toList());
}

这只是利用lambda表达式来改进现有代码和库的众多方法之一。我们真的很高兴他们终于进入Java语言了，同时已经出现在其他数十种JVM语言中。