悲观锁和乐观锁总结

概念

乐观锁也叫共享锁、读锁，事务T给对象A加了乐观锁，则其他事务还可以给对象A加乐观锁。但不能加被排他锁。也就是可以同时读数据，但读的过程中，不允许任何写。

悲观锁也叫排他锁、写锁，事务T给对象A加了悲观锁，则其他事务不可以给对象A加任何锁。也就是在写期间，不允许任何读、写操作。

实现

在数据库用select for update属于乐观锁，update/delete属于悲观锁。

在java中，同步块属于悲观锁。ReentrantReadWriteLock有ReadLock/WriteLock，分别实现乐观锁和悲观锁。注意：java的锁只对单个jvm有效。所以在集群环境下，必须借助数据库或者第三方组件（例如：zookeeper,redis）。

应用场景

减库存：库存为10，每一个订单库存减1。
分析：减库存分两个步骤：1.判断是否有库存（库存为0）；2.如果有则减1,如果没有则返回。
并发环境下，存在两个问题：

1. A/B两个用户同时判断库存都只剩一件，进行减1操作，产生超发。
2. 同时进行对库存做减1操作，库存少减了1（例如库存10。两个进程同时来减1，A进程做stock=10-1，B进程也做stock=10-1，则库存变成了9，而不是期望的8）。
   假设库存是一个变量stock 。

** 方案1（悲观锁）**：判断stock 是否大于0前，先将变量加一把写锁，然后再判断。这样其他进程连判断语句都进不了。

private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();   
private final Lock w = lock.writeLock();  
    
w.lock();
if(stock  >0) stock --; 
else return false;

方案2（乐观锁）：判断A是否大于0前，先将变量加一把读锁，判断成功准备写之前，将读锁升级为写锁。

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

r.lock();
if(a>0) {
  w.lock(); 
  a--; 
}
else return false;

在集群环境下的方案：借助数据库的悲观锁和乐观锁。由于数据库的锁资源非常宝贵，为了增加系统的吞吐量，一般采用版本号的方案。

假设数据库表Stock，有两个字段num,version,初始<10,0>。

select * from Stock;  //这里并没有加锁
if(Stock.num>0) {
  ver = Stock.version;
  update Stock set num=num-1,version=version+1 where version = ver;
  if (影响的行数 == 1) {
     return true;
  } else {
    return false;
  }
} else {
   return false;
}

另外，可以将上述方案结合起来。在java端做一个库存是否为空的变量（静态），这样就避免在库存已经为0的情况下还去查数据库。

private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();   
private final Lock w = lock.writeLock();  
static boolean isZero = false;

r.lock();
if(!isZero) {
select * from Stock;  //这里并没有加锁
if(Stock.num>0) {
  ver = Stock.version;
  update Stock set num=num-1,version=version+1 where version = ver;
  if (影响的行数 == 1) {
    //判断是否还有库存并修改变量
    select count(1) cnt from Stock  where num = 0;
    w.lock();
    isZero  = true;
    w.unlock();
     return true;
  } else {
    return false;
  }
} else {
   return false;
}

这里简化了一个问题，库存是针对某件商品的，所以应该是一个Map的锁。如果直接针对Map加锁势必导致多个商品同时被加锁。可以使用：

1. java.util.concurrent.ConcurrentHashMap 类；
2. 利用ReentrantReadWriteLock实现一个ReadWriteMap。见网络。