在Java中使用什么策略进行分层可重入读/写锁定

我正在寻找一个高效的系统，该系统具有一系列分层组织的读/写锁，以管理对分层组织的资源的访问。如果一个子树被锁定以进行写入，那么在整个子树中不应该获得其他锁，直到它被释放；类似地，子树中的写锁定应该防止父级中的锁定。

以下是我思考的想法：

使用Apache Commons事务。不幸的是，该项目自2008年3月以来一直没有更新，并被非正式终止。一些API文档似乎表明，即将发布的版本（1.3或2.0）将包括某种层次锁定，但找不到来源，似乎我们无法再访问他们的SVN存储库。
使用一系列ReentrantReadWriteLock s，我将按层次结构对其进行组织。我不是并发专家，我有点害怕自己去做。初步的想法似乎表明，即使在我可以尝试锁定子树之前，我也必须在管理ReentrantReadWriteLock本身的整个结构上使用外部锁——因此，即使释放锁，我也不得不使用外部锁…
使用java.util.concurrent和java.util.concurrent.atomic中的类以比使用一系列ReentrantReadWriteLock更有效的方式实现分层锁。

我已经准备好走最后一条路了，但我很惊讶没有发现任何现有的图书馆能更好地解决这个问题。因此：

我是否错过了一些显而易见的解决方案
还是这个问题特别难以妥善解决

我不知道我是否完全理解你的问题，正如你所说，当你锁定子树进行写入时，整个结构都被锁定了。因此，简单的解决方案是为整个结构设置一个RW锁。

顺便说一句，java.util.concurrent.atomic对你的帮助不会超过一棵RW锁。

如果您希望能够独立地锁定同级，可以使用第二种解决方案（一个锁树，其中每个节点都有对其父节点的引用）。

锁定一个节点将使用其写锁来锁定它，并使用读锁来锁定每个父节点。父级不能在子级锁定的情况下被锁定，因为您无法获取其写锁，因为锁定子级已经获取了读锁。只有当没有其他线程写锁定任何父线程时，才允许锁定子线程。

上述锁是专用锁。（读写锁的另一个名称是共享独占锁）

要添加共享锁，每个节点还需要一个原子整数来指示：如果为正，则为间接写锁定子级的数量；如果为负数，则表示节点被读取锁定的次数。此外，节点及其父节点将被读取锁定，以避免在父节点上获取新的写入锁定。

伪代码：

Node {
    // fields
    parent: Node
    lock: RWLock
    count: AtomicInteger
}
public boolean trylocktree(node: Node, exclusive: boolean) {
    if (exclusive) {
        return trylocktree_ex(node, true);
    } else {
        return trylocktree_sh(node);
    }
}
private boolean switch_count(i: AtomicInteger, diff: int) {
    // adds diff to i if the sign of i is the same as the sign of diff
    while (true) {
        int v = i.get();
        if (diff > 0 ? v < 0 : v > 0)
            return false;
        if (i.compareAndSet(v, v + diff))
            return true;
    }
}
private boolean trylocktree_ex(node: Node, writing: boolean) {
    // check if a node is read-locked
    if (!switch_count(node.count, 1))
        return false;
    // lock using the lock type passed as an arg
    if (!node.lock(writing).trylock()) {
        node.count--;
        return false;
    }
    // read-lock every parent
    if (!trylocktree_ex(node.parent, false)) {
        node.count--
        node.lock(writing).unlock();
        return false;
    }
    return true;
}
private boolean trylocktree_sh(node: Node) {
    // mark as shared-locked subtree
    if (!switch_count(node.count, -1))
        return false;
    // get shared-lock on parents
    if (!readlock_recursively(node)) {
        node.count++;
        return false;
    }
    return true;
}
private boolean readlock_recursively(node: Node) {
    if (!node.lock(false).trylock())
        return false;
    if (!readlock_recursively(node.parent)) {
        node.lock(false).unlock();
        return false;
    }
    return true;
}

如果无法获取任何锁定，则解锁已锁定的内容，然后重试（可以使用全局条件变量、超时等来实现此目的）。

EDIT：添加了读取锁定/写入锁定树的代码

我将选择您自己的解决方案，并以Apache Commons Transaction algorithm给出的算法为起点。您可以使用ReentrantReadWriteLock，尽管通常这种锁更适合一个生产者多个读者的情况，这可能不是您想要的。看起来您的锁更像是一个常规的可重入互斥锁。

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