总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(共享资源每次只给一个线程使用,其他线程阻塞,用完后在把资源转让给其他线程)。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁、写锁等,都是在做操作之前先上锁。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现
总是假设最好的情况,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号机制和CAS算法实现。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库提供的类似于write_condition机制,其实都是提供的乐观锁。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SCS实现的
从上面对两种锁的介绍,我们知道两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下多读场景(),即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的情况,一般会经常产生冲突,这就会导致上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以一般多写的场景下用悲观锁就比较适合
乐观锁一般会使用版本号机制或者CAS算法实现
一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会+1.当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功
即compare and swap(比较与交换),是一种有名的无锁算法。无锁编程,即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步。CAS算法涉及到三个操作数:
当且仅当V的值等于A时,CAS通过原子方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作(比较和替换一个原子操作)。一般情况下是一个自旋操作,即不断重试
ABA问题是乐观锁一个常见的问题
1.ABA问题:
如果一个变量V初次读取的时候是A值,并且在准备赋值的时候检查到它仍然是A值,那我们就能说明它的值没有被其他线程修改过了吗?是不能的。因为在这段时间他的值可能被改为其他值,然后又改回A,那CAS操作就会误认为他从来没有被修改过,这个问题被称为CAS操作的“ABA”问题
2.循环时间长开销大:
自旋CAS(也就是不成功就一直循环执行直到成功)如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销,如果JVM能支持处理器提供pause指令那么效率会有一定的提升,pause指令有两个作用,第一,它可以延迟流水线执行指令,使CPU不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是0;第二,它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突而引起CPU流水线被清空,从而提高CPU的执行效率
3.只能保证一个共享变量的原子操作:
CAS 只对单个共享变量有效,当操作涉及跨多个共享变量时 CAS 无效。但是 从 JDK 1.5 开始,提供了 AtomicReference 类 来保证引用对象之间的原子性,你 可以把多个变量放在一个对象里来进行 CAS 操作 .所以 我们可以使用锁或者利用 AtomicReference 类 把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。简单的来说 CAS 适用于写比较少的情况下(多读场景,冲突一般较少), synchronized 适用于写比较多的情况下(多写场景,冲突一般较多)