java——乐观锁和悲观锁

悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义,就是很悲观,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block直到它拿到锁。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。


乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义,就是很乐观,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,可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。


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,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。但如果经常产生冲突,上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以这种情况下用悲观锁就比较合适。


白话文版:

旺财和小强生活在一个网上商城的系统中, 是一对儿线程好基友。 


星期一刚上班,旺财接到领导电话说,要把一个商品的库存减少20, 旺财不敢怠慢,赶快把库存取出来一看,哦,现在有1000个。


与此同时,小强也接到电话说要把同一商品的库存减少30, 他一看,哦,现在有1000个。


旺财计算出最新的库存值980, 保存!


小强也计算出最新的库存值970, 保存 !  


旺财的数据被小强覆盖了!


领导一看,本来卖出了50个商品,现在库存只扣了30个,这样持续下去就天下大乱了。 


旺财和小强, 各打二十大板, 长长记性!


小强说:“哥,要不我们还是想个办法吧,再这样下去要被打死的。”


旺财悲催地说: “这样, 以后我们每次访问库存之前,都要先加锁,加了锁,就禁止别人再进入访问,只能等待持有锁的人来释放。”


星期二, 领导让旺财再次把库存减少20 , 旺财这次万分小心,先把库存给锁住,然后慢慢修改。 


小强也接到了把库存减少的指令, 但是旺财哥已经把库存锁住了, 不能操作,小强只好去阻塞车间喝茶聊天,然后到就绪车间等待调度运行。 


好不容易等到可以再次执行了,小强一看,这库存怎么还锁着呢!? 只好再次去阻塞车间喝茶。 


领导一看, 小强你怎么回事, 老是喝茶聊天? !  还干不干活了?


小强争辩说旺财哥一直锁着库存,我没法操作。


领导不管这些, 把小强和旺财又打了二十大板。 


(备注: 这种加锁的方式就是悲观锁了,悲观锁正如其名,每次取读写数据时候总认为数据会被别人修改,所以将数据加锁,置于锁定状态, 不让别人再访问。缺点是如果持有锁的时间太长,其他用户需要等待很长时间。)


旺财说: “兄弟,这一次哥对不住你啊,处理得慢了一些, 不过哥刚才挨打的时候想了一个好办法:乐观锁。”


小强说:“拉倒吧你,屁股都快被打烂了还乐观?”


“你听我说嘛, 我们在那个库存字段的旁边,再加上一个版本(version)的字段, 例如刚开始的时候(库存= 1000, 版本=1), 每次你去读的时候不仅要读出库存,还要读出版本号, 等到你修改了库存,往回写的时候一定要检查一下版本号,看看和你读的时候是否一样。”


“如果不一样呢?”  小强问


“那就放弃这次写的操作,重新读取库存和版本号, 重新来过。”


“如果一样呢? ”


“那就放心大胆地把新的库存值写回去。把版本号也加1”


“我似乎有点明白了,我们试试,不过你要想好,我可不想再挨板子了。”


星期三, 旺财奉命把库存减去30, 他先读到了(库存= 1000, 版本=1);  小强也要改库存了,他要把库存减去50, 于是他也读到了(库存= 1000, 版本=1)。 


旺财计算出新的库存值970 ,写回成功,现在版本变成了(库存= 970, 版本=2)。 


小强也计算出新库存950 , 也准备写回,他战战兢兢地去看最新的版本号, 已经变成版本2了, 按照之前的约定,只好重新读取了。


小强再次读取(库存= 970, 版本=2) , 计算出最新缓存值920(970减去50), 再次试图更新,没想到又被别人抢了先,现在版本号已经变成3了 ,最新的数据是(库存= 900, 版本= 3)。


唉, 只好重新来过, 计算出最新缓存值850(900减去50),第三次终于更新成功了, 最新的库存是 (库存=850, 版本= 4)


领导看到旺财和小强忙得热火朝天,一刻不停,并且库存值也没有乱掉, 满意地点了点头:好同志啊。


(备注: 这种方式就是所谓的乐观锁了,旺财和小强这次乐观了一点,觉得一般情况下不会有太多人修改库存,所以没有加锁,放心地去操作,只有在最后更新的时候才去看是否冲突。 这种方式适合于冲突不多的场景,如果冲突很多,数据争用激烈,会导致不断地尝试,反而降低了性能。)


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