面试题：Java读写锁与其他并发控制机制的结合使用

缓存系统线程安全架构设计

读写锁（ReadWriteLock）：
- 作用：用于控制对缓存数据的读写访问。读操作可以并发执行，因为读操作不会修改数据，不会产生数据不一致问题。而写操作需要独占访问，以保证数据一致性。在Java中，可以使用ReentrantReadWriteLock来实现读写锁。
- 示例代码：

private final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
private final Lock readLock = lock.readLock();
private final Lock writeLock = lock.writeLock();

public Object readFromCache(String key) {
    readLock.lock();
    try {
        // 从缓存读取数据逻辑
        return cache.get(key);
    } finally {
        readLock.unlock();
    }
}

public void writeToCache(String key, Object value) {
    writeLock.lock();
    try {
        // 写入缓存数据逻辑
        cache.put(key, value);
    } finally {
        writeLock.unlock();
    }
}

CountDownLatch：
- 作用：用于在系统初始化时，等待所有数据加载完成才能开始服务。它可以设置一个初始计数值，当每个数据加载线程完成任务时，计数值减一，当计数值为0时，主线程（或等待的线程）可以继续执行。
- 示例代码：

private CountDownLatch latch;

public CacheSystem(int dataCount) {
    latch = new CountDownLatch(dataCount);
    // 启动数据加载线程
    for (int i = 0; i < dataCount; i++) {
        new Thread(() -> {
            // 数据加载逻辑
            loadData();
            latch.countDown();
        }).start();
    }
}

public void startService() {
    try {
        latch.await();
        // 开始提供缓存服务逻辑
        System.out.println("所有数据加载完成，开始提供服务");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Semaphore：
- 作用：在本缓存系统场景中，如果对缓存的并发访问量需要限制，例如防止过多的读操作同时进行导致系统资源耗尽，可以使用Semaphore。它可以控制同时访问的线程数量。
- 示例代码：

private final Semaphore semaphore = new Semaphore(10); // 允许最多10个线程同时访问

public Object readFromCache(String key) {
    try {
        semaphore.acquire();
        readLock.lock();
        try {
            // 从缓存读取数据逻辑
            return cache.get(key);
        } finally {
            readLock.unlock();
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        semaphore.release();
    }
    return null;
}

通过综合运用读写锁保证读写操作的线程安全与数据一致性，CountDownLatch确保系统初始化完成后再提供服务，以及Semaphore（根据实际需求）控制并发访问量，从而设计出一个线程安全的缓存系统架构。

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