乐观锁和悲观锁

最新推荐文章于 2025-06-20 08:15:00 发布

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文章标签：锁并发

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本文深入探讨了悲观锁和乐观锁的概念，解释了它们在Java中的应用方式，包括synchronized、ReentrantLock和CAS算法。悲观锁通过加锁防止数据被修改，而乐观锁依赖版本号或CAS算法在更新时检查数据一致性。文章还讨论了两种锁的选择依据。

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悲观锁（Pessimistic Lock）

悲观锁是保证只有自己能进行操作。在每次获取数据的时候，都担心数据已经被修改过，因此在每次获取数据之前都要进行加锁，确保在使用数据的时候不会被别人修改过。但是这也导致了别人想要获取该数据时就会堵塞直到它拿到锁。简而言之，共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程。
Java中synchronized和ReentranLock等独占锁就是典型的悲观锁思想的实例。

乐观锁是通过自身的更新来保证同步。它不像悲观锁需要加锁，这样可以提高吞吐量。但是乐观锁会在更新数据的时候判断在此期间该数据是否有更新，如果有更新就会重新获取，再进行判断，如此循环。直到拿到的数据是没有被修改过的才对数据进行更新。
乐观锁的思想可以使用版本号机制和CAS算法实现。
在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

一般是在数据表上加上一个数据版本号version字段，每当数据被修改时，version的值就会加一。比如线程A要进行更新数据的操作，在读取数据的同时也会读取version值，在提交更新的时候，会把之前读取到的version值和当前数据库中的version值进行判断，只有相等才能进行更新，否则重新开始更新数据操作。

CAS算法涉及到三个操作数：
1. 需要读写的主内存中存放的V值，所有线程共享。
2. 从内存中读取的V值A存放在线程的帧栈中，每个线程私有。
3. 拟写入的新值B
主存中保存V值，线程中要使用V值要先从主存中读取V值到线程的工作内存A中，然后计算后变成B值，最后再把B值写回到内存V值中。多个线程共用V值都是如此操作。CAS的核心是在将B值写入到V之前要比较A值和V值是否相同，如果不相同证明此时V值已经被其他线程改变，重新将V值赋给A，并重新计算得到B，如果相同，则将B值赋给V。
```
if （A==V）
{
    V = B
    return B;
}   
```

如果一开始位置V得到的旧值是a，当进行赋值操作时再次读取发现任然是a，并不能说明变量没有被其它线程改变过。有可能是其它线程将变量改为了b，后来又改回了a。大部分情况下ABA问题不会影响程序并发的正确性。

在变量前面追加版本号：每次变量更新就把版本号加1，则A-B-A就变成1A-2B-3A。
atomic包下的AtomicStampedReference类：其compareAndSet方法首先检查当前引用是否等于预期引用，并且当前标志是否等于预期标志，如果全部相等，以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。