JUC高级（二）：从悲观锁和乐观锁开讲

2024-02-03 02:32:43

并发系统中的锁：悲观锁与乐观锁

在现代分布式系统和并发编程中，锁是至关重要的同步工具，用于协调对共享资源的访问，防止数据不一致和竞争条件。锁可以分为悲观锁和乐观锁两种类型，它们具有不同的特性和适用场景。

悲观锁：保守的并发控制

悲观锁是一种保守的并发控制策略，它假设数据总会被其他线程修改，因此在对共享数据进行操作之前，总是先获取锁，然后再执行操作。悲观锁可以确保数据的一致性，但也会降低并发性能，因为线程在等待获取锁时可能会被阻塞。

悲观锁的实现

悲观锁通常通过Lock或synchronized来实现。Lock是一个Java并发包中的接口，提供了多种锁实现，如ReentrantLock和ReadWriteLock。synchronized可以用来修饰方法或代码块，在执行代码之前，会自动获取锁，并在执行完成后释放锁。

悲观锁的特性

保证数据的一致性，防止数据被其他线程修改。
获取锁的开销较大，可能会降低并发性能。
线程在等待获取锁时可能会被阻塞。

悲观锁的适用场景

数据并发访问量不大，对性能要求不高。
数据的一致性非常重要，不能容忍任何数据不一致的情况。

乐观锁：乐观的并发控制

乐观锁是一种相对乐观的并发控制策略，它假设数据不会被其他线程修改，因此在对共享数据进行操作之前，不获取锁，而是直接执行操作。如果操作成功，则认为数据没有被修改；如果操作失败，则认为数据已经被修改，需要重新执行操作。乐观锁可以提高并发性能，但也有可能导致数据不一致。

乐观锁的实现

乐观锁通常通过版本号或CAS（Compare And Swap）操作来实现。版本号是指数据的一个版本标识，每次数据被修改时，版本号都会递增。在进行数据操作时，先检查数据当前的版本号是否与期望的版本号一致。如果一致，则执行操作，否则认为数据已经被修改，需要重新执行操作。CAS操作是一种原子操作，它可以比较一个变量的当前值是否与期望值一致，如果一致，则将变量的值更新为新值；如果不一致，则不更新变量的值。

乐观锁的特性

提高并发性能，因为线程在执行操作之前不需要获取锁。
有可能导致数据不一致，如果两个线程同时对同一个数据进行修改，可能会导致数据被覆盖。

乐观锁的适用场景

数据并发访问量很大，对性能要求很高。
数据的一致性要求不高，可以容忍偶尔的数据不一致。

悲观锁与乐观锁的比较

特征	悲观锁	乐观锁
数据一致性	强一致性	弱一致性
并发性能	低	高
线程阻塞	可能	不可能
适用场景	数据并发访问量不大，对性能要求不高。数据的一致性非常重要，不能容忍任何数据不一致的情况。	数据并发访问量很大，对性能要求很高。数据的一致性要求不高，可以容忍偶尔的数据不一致。