非常简单清晰的悲观锁和乐观锁原理解析

1. 什么是悲观锁，什么是乐观锁？
   悲观锁：顾名思义就是比较悲观的，就是对程序进行加锁处理，一次只有一个线程能进行操作，保证线程的安全性。
   乐观锁：顾名思义就是乐观的，乐观锁实际并没有加锁，是通过程序控制来保证线程的安全性的。
2. 悲观锁和乐观锁对比
   对比：
   悲观锁是重量级锁，乐观锁是轻量级锁。
   悲观锁效率低，乐观锁效率高。
   悲观锁是通过实际加锁来控制程序运行，乐观锁是通过程序控制来保证线程安全的。
3. 悲观锁原理
   悲观锁是属于重量级锁，是通过对程序加锁来保证线程的安全性的，比如我们常用的synchronized，ReentrantLock等，高并发下，当多个线程进入程序的时候，谁获取了锁，谁来运行程序，没有获取到锁的线程就继续等待。
4. 乐观锁原理
   乐观锁属于轻量级锁。是通过程序来控制保证线程安全性的，比如CAS无锁机制，高并发下，当多个线程进入程序的时候，通过原始值与原始预期值的对比，或者通过版本号来进行控制，只有一个线程可以运行程序，其他线程则继续循环运行。
5. 以synchronized和CAS为例进行分析
   synchronized：synchronized是属于重量级锁，jdk1.6之前，synchronized的效率特别低，主要是因为当多个线程并发访问的时候，一个线程获取了锁，则其他线程会等待，且线程由运行状态切换到了阻塞状态再切换到就绪状态，由于状态的切换导致效率降低，因为当线程进入到就绪状态，要再次进入运行状态则需要cpu的调度，增加了开销，jdk1.6版本之后，oracle对synchronized进行了优化，增加了短暂的自旋，即当并发访问的时候，一个线程获取了锁，其他线程不是直接进行状态的切换，而是进入短暂的自旋重试状态，如果当前获取了锁的线程很快释放了锁，则其他线程就可以直接获取锁而运行，而不是直接进行状态切换等待cpu调度，由此减少了时间和资源开销。
   CAS：CAS是属于轻量级锁，程序并没有加锁，CAS里面有三个参数，内存值V，这个值是所有线程共享的，可以理解成这个值是加了volatile修饰，原始预期值A，新值B，名词比较拗口，我来简单解释一下，比如内存里面有一个值为1，我需要给1加5，则内存值V就是1，原始预期值A也是1，新值就是6，CAS的原理就是比较V和A的值是否相等，如果相等则进行修改，否则不修改，由于CAS并不是实际加锁，所以并发情况下，其他线程也能操作该值，我们举个例子，现在有两个线程，线程1和线程2，线程1要加5，线程2要减3，现在两个线程并发访问，首先线程1读取了该值，得到V=1，A=1，B=6，而线程1还没有操作时，cpu时间片被线程2抢走了，线程2得到V=1，A=1，B=-2，线程2获取V值判断V等于A，所以这个时候V就变成了-2，线程2执行完毕，线程1继续执行，当线程1判断V是否等于A时发现V已经变成了-2，而A还是1，V≠A，所以继续循环，重新获取V的值，则V=-2，那么则修改A=-2，B=3，然后再判断V==A，所以修改该值为3，我们可以看到，同一时间只有一个线程在操作该值，保证了线程的安全性，是因为在修改该值之前需要进行判断V和A是否相等，只有相等才能操作，否则继续循环。

6. 悲观锁和乐观锁各自的缺点
   悲观锁：效率低，重量级锁，是独占锁。
   乐观锁：可能出现ABA问题和循环开销大问题。
   ABA：
   所谓ABA问题就是，线程1获取该值等于A，则V=‘A’，A=‘A’，
   线程2修改该值等于B，则V=‘B’,
   线程3修改该值等于A，则V=‘A’，
   线程1这个时候再去判断V发现等于原始预期值A，所以就进行修改，但线程1并不能感知该值由A变成B再变成A，这就是ABA问题，如果只是数值的操作当然没问题，可如果是库存操作呢，虽然库存数没发生变化，但中间可能经过了出库和入库操作，性质已经发生了变化。
   如何解决ABA问题？
   增加版本号控制，因为版本号每次操作都是增加的，除了要判断V=A，还要判断版本号是否相等，则能确认是否值被修改过

   例子：
   线程1获取该值等于A，版本号等于1，则V=‘A’，A=‘A’，Version=1，
   线程2修改该值等于B，则V=‘B’，Version=2，
   线程3修改该值等于A，则V=‘A’，Version=3，
   线程1这个时候再去判断V发现等于原始预期值A，但是版本号不相等，因此重新获取值，V=‘A’，A=‘A’，Version=3，继续循环判断V==A 同时版本号也相等，则进行修改。
   循环开销大：
   由以上我们可知，V≠A，则重新获取值继续循环判断，如果线程数量特别多的话，循环开销会很大，占用cpu，短时间cpu使用率可能会增 高。