20190708 - Java 乐观锁 VS 悲观锁

乐观锁 VS 悲观锁

悲观锁：认为自己在使用数据的时候一定会有线程来修改数据，因此在获取数据的时候会先加锁，确保数据不会被其他线程所修改。（例如：synchronized、lock）
乐观锁：认为自己在使用数据的时候不会有其他线程来修改数据，所以不会添加锁，只是会在更新数据的之前判断有没有被其他线程更新，如果没有，则执行更新，如果有，则采用其他方式（报错或重试等）。

乐观锁在Java中是通过使用无锁编程来实现，最常采用的是CAS算法。（CAS：Compare and Swap，即比较再交换。）

所以说，悲观锁适合写操作多的场景，先加锁可以保证写操作时数据正确。
乐观锁适合读操作多的场景，没有锁的操作可以提升性能。

/**
 * @description: 乐观锁
 * @author: annecheng，2019-07-08 10:33
 */
public class OptimisticLock {
    //AtomicInteger 原子操作类
    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
    private void testOptimisticLock() {
        atomicInteger.incrementAndGet();
    }
}

/**
 * @description: 悲观锁
 * @author: annecheng，2019-07-08 10:32
 */
public class PessimisticLock {
    private synchronized void testMethod(){
        System.out.println("操作同步资源");
    }
    //如果一个线程已经获得了锁，其内部还可以多次申请该锁成功，那么该锁为可重入锁。
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    public void testPessimisticLock(){
        lock.lock();
        this.testMethod();
        lock.unlock();
    }
}

乐观锁的实现：CAS

CAS，Compare And Swap(比较和交换)，无锁算法，在不使用锁的情况下，实现多线程之间的变量同步。是一个原子性的操作，AtomicInteger就是一种。
AtomicInteger 源码：

属性：
unsafe： 获取并操作内存的数据。
valueOffset： 存储value在AtomicInteger中的偏移量。
value： 存储AtomicInteger的int值，该属性需要借助volatile关键字保证其在线程间是可见的。
AtomicInteger的incrementAndGet方法底层调用unsafe.compareAndSwapInt()方法；
getAndAddInt()，给对象o加上偏移量offest，是否等于v，如果相等，设置成v+delta，如果不相等，一直循环重试。

CAS存在的问题：
1、ABA问题，在操作值的时候检查内存值是否发生变化，但是值可能是从A变到B再变回A，那么CAS是检测不到变化的。所以，应该再加一个版本号进行控制。JDK的解决ABA办法：AtomicStampedReference。
2、循环时间长开销带，CAS操作如果长时间不成功，会导致一直自旋，CPU开销很大。
3、只能保证一个共享变量的原子操作。对一个共享变量执行操作时，CAS能够保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，CAS是无法保证操作的原子性的。JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性。

参考链接：https://mp.weixin.qq.com/s/E2fOUHOabm10k_EVugX08g