在并發編程中，讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock 的性能已經算是比較高的了，因為它將悲觀鎖的粒度分的更細，在它里面有讀鎖和寫鎖，當所有操作為讀操作時，并發線程是可以共享讀鎖同時運行的，這樣就無需排隊執行了，所以執行效率也就更高。

那么問題來了，有沒有比讀寫鎖 ReentrantReadWriteLock 性能更高的鎖呢？

答案是有的，在 Java 中，比 ReentrantReadWriteLock 性能更高的鎖有以下兩種：

• 樂觀鎖：樂觀鎖是一種非阻塞鎖機制，它是通過 Compare-And-Swap（CAS）對比并替換來進行數據的更改的，它假設多個線程（或進程）之間很少會發生沖突，因此不會加鎖，只有在需要修改之后，通過對比并替換來修改共享變量的值，因此它在非高并發的環境下的性能是非常高的。
• StampedLock：它是 JDK 8 中新增的鎖類型，它提供了三種鎖模式：讀鎖、寫鎖和樂觀讀鎖。相較于 ReentrantReadWriteLock，StampedLock 提供了更細粒度的控制，支持樂觀讀取操作，可以提高并發性能。

1.樂觀鎖

樂觀鎖在 Java 中最常見的實現就是 atomic 家族下的類，例如 AtomicInteger、AtomicLong 等，它的核心方法中使用了 CAS 對比并替換進行變量的修改操作，如下源碼所示：

public final int incrementAndGet() {
    return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1) + 1;
}
public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
    int v;
    do {
        v = getIntVolatile(o, offset);
    } while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta)); // CAS 方法
    return v;
}

然而，如果是高并發環境下，那么樂觀鎖可以需要通過多次自旋才能成功修改變量的數據，這種場景下，樂觀鎖的性能可能就不如 ReentrantReadWriteLock 了。

2.StampedLock

StampedLock 有三種讀寫方法：

• readLock：讀鎖，用于多線程并發讀取共享資源。
• writeLock：寫鎖，用于獨占寫入共享資源。
• tryOptimisticRead：讀樂觀鎖，用于在不阻塞其他線程的情況下嘗試讀取共享資源。

其中 readLock() 和 writeLock() 方法與 ReentrantReadWriteLock 的用法類似，而 tryOptimisticRead() 方法則是 StampedLock 引入的新方法，它用于非常短的讀操作。

因此，我們在加鎖時，可以使用性能更高的讀樂觀鎖來替代傳統的讀鎖，如果能加鎖成功，則它可以和其他線程（即使是寫操作）一起執行，也無需排隊運行（傳統讀鎖遇到寫鎖時需要排隊執行），這樣的話 StampedLock 的執行效率就會更高，它是使用如下：

// 創建 StampedLock 實例
StampedLock lock = new StampedLock();
// 獲取樂觀讀鎖
long stamp = lock.tryOptimisticRead(); 
// 讀取共享變量
if (!lock.validate(stamp)) { // 檢查樂觀讀鎖是否有效
    stamp = lock.readLock(); // 如果樂觀讀鎖無效，則獲取悲觀讀鎖
    try {
        // 重新讀取共享變量
    } finally {
        lock.unlockRead(stamp); // 釋放悲觀讀鎖
    }
}

// 獲取悲觀讀鎖
long stamp = lock.readLock(); 
try {
    // 讀取共享變量
} finally {
    lock.unlockRead(stamp); // 釋放悲觀讀鎖
}

// 獲取寫鎖
long stamp = lock.writeLock(); 
try {
    // 寫入共享變量
} finally {
    lock.unlockWrite(stamp); // 釋放寫鎖
}

使用樂觀讀鎖的特性可以提高讀操作的并發性能，適用于讀多寫少的場景。如果樂觀讀鎖獲取后，在讀取共享變量前發生了寫入操作，則 validate 方法會返回 false，此時需要轉換為悲觀讀鎖或寫鎖重新訪問共享變量。

課后思考

StampedLock 底層是如何實現的？