悲观锁:
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。
乐观锁:
假设数据一般情况下不会产生并发冲突,在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据是否产生并发冲突进行检测,如果发现并发冲突了,则返回用户错误的信息,让用户决定如何去做。
乐观锁的一个重要功能就是要检测出数据是否发生访问冲突. 我们可以引入一个 “版本号” 来解决.
假设我们需要多线程修改 “用户账户余额”.
设当前余额为 100. 引入一个版本号 version, 初始值为 1. 并且我们规定 “提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新余额”
悲观锁预期锁冲突概率很高,做的工作更多,付出成本更多,更低效
乐观锁预期锁冲突概率很低,做的工作更少,付出成本更少,更高效
Synchronized 初始使用乐观锁策略. 当发现锁竞争比较频繁的时候, 就会自动切换成悲观锁策略.
读写锁就是把读操作和写操作区分对待. Java 标准库提供了 ReentrantReadWriteLock 类, 实现了读写锁.
其中:
读写锁特别适合于 “频繁读, 不频繁写” 的场景中
Synchronized 不是读写锁, 就是普通的互斥锁
锁的核心特性 “原子性”, 这样的机制追根溯源是 CPU 这样的硬件设备提供的.
注意, synchronized 并不仅仅是对 mutex 进行封装, 在 synchronized 内部还做了很多其他的工作
重量级锁: 加锁机制重度依赖了 OS 提供了 mutex
轻量级锁: 加锁机制尽可能不使用 mutex, 而是尽量在用户态代码完成. 实在搞不定了, 再使用 mutex.
重量级锁加锁解锁开销比较大,效率较低,多数情况下悲观锁是重量级锁
轻量级锁加锁解锁开销比较小,效率较高,多数情况下乐观锁是轻量级锁
synchronized 开始是一个轻量级锁. 如果锁冲突比较严重, 就会变成重量级锁.
挂起等待锁(典型的重量级锁):线程在抢锁失败后进入阻塞状态,放弃 CPU,需要过很久才能再次被调度.
但实际上, 大部分情况下,虽然当前抢锁失败,但过不了很久,锁就会被释放。没必要就放弃 CPU. 这个时候就可以使用自旋锁(典型的轻量级锁)来处理这样的问题.
自旋锁伪代码:
while (抢锁(lock) == 失败) {}
如果获取锁失败, 立即再尝试获取锁, 无限循环, 直到获取到锁为止. 第一次获取锁失败, 第二次的尝试会在极短的时间内到来.
一旦锁被其他线程释放, 就能第一时间获取到锁.
自旋锁是一种典型的 轻量级锁 的实现方式.
synchronized 中的轻量级锁策略大概率就是通过自旋锁的方式实现的.
公平锁: 遵守 “先来后到”. B 比 C 先来的. 当 A 释放锁的之后, B 就能先于 C 获取到锁.
非公平锁: 不遵守 “先来后到”. B 和 C 都有可能获取到锁.
注意:
synchronized 是非公平锁
可重入锁的字面意思是“可以重新进入的锁”,即允许同一个线程多次获取同一把锁。
举个栗子:
Object locker = new Object();
synchronized (locker) {
System.out.println("第一次加锁");
synchronized (locker) {
System.out.println("第二次加锁");
}
}
按照之前对于锁的设定, 第二次加锁的时候, 就会阻塞等待. 直到第一次的锁被释放, 才能获取到第二个锁. 但是释放第一个锁也是由该线程来完成, 这个线程也就无法进行解锁操作. 这时候就会 死锁.
如果上述这种情况能造成死锁就是不可重入锁, 否则就是可重入锁。
synchronized 是可重入锁
悲观锁认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率较大, 会在每次访问共享变量之前都去真正加锁.
乐观锁认为多个线程访问同一个共享变量冲突的概率不大. 并不会真的加锁, 而是直接尝试访问数据. 在访问的同时识别当前的数据是否出现访问冲突.
悲观锁的实现就是先加锁(比如借助操作系统提供的 mutex), 获取到锁再操作数据. 获取不到锁就等待.
乐观锁的实现可以引入一个版本号. 借助版本号识别出当前的数据访问是否冲突.
读写锁最主要用在 “频繁读, 不频繁写” 的场景中.
相比于挂起等待锁,
好啦! 以上就是对 常见的锁策略 的讲解,希望能帮到你 !
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