乐观锁与悲观锁及其实现

乐观锁  每次操作时不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作,如果因为冲突失败就重试,直到成功为止
悲观锁  是会导致其它所有需要锁的线程挂起,等待持有锁的线程释放锁。
乐观锁可以使用volatile+CAS原语实现,读取内存值的方式实现了乐观锁,方法:第一,比较内存值和期望值;第二,替换内存值为要替换值。
悲观锁可以使用synchronize的以及Lock。

CAS是单词compare and set的缩写,意思是指在set之前先比较该值有没有变化,只有在没变的情况下才对其赋值。

例如AtomicInteger的incrementAndGet的实现就用到了compareAndSet(CAS),如下代码所示

 public final int incrementAndGet() {for (;;) {int current = get();int next = current + 1;if (compareAndSet(current, next))return next;}}

首先可以看到他是通过一个无限循环(spin)直到increment成功为止.  
循环的内容是
1.取得当前值
2.计算+1后的值
3.如果当前值还有效(没有被)的话设置那个+1后的值
4.如果设置没成功(当前值已经无效了即被别的线程改过了), 再从1开始.

2. compareAndSet的实现

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);}

直接调用的是UnSafe这个类的compareAndSwapInt方法
全称是sun.misc.Unsafe. 这个类是Oracle(Sun)提供的实现. 可以在别的公司的JDK里就不是这个类了

3. compareAndSwapInt的实现

    /*** Atomically update Java variable to <tt>x</tt> if it is currently* holding <tt>expected</tt>.* @return <tt>true</tt> if successful*/public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,int expected,int x);

此外,java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue类全是采用的非阻塞算法,里面没有使用任何锁,全是基于CAS操作实现的。CAS操作可以说是JAVA并发框架的基础,整个框架的设计都是基于CAS操作的。

优点:

非阻塞算法(通常叫作乐观算法)相对于基于锁的版本有几个性能优势。首先,它用硬件的原生形态代替 JVM 的锁定代码路径,从而在更细的粒度层次上(独立的内存位置)进行同步,失败的线程也可以立即重试,而不会被挂起后重新调度。更细的粒度降低了争用的机会,不用重新调度就能重试的能力也降低了争用的成本。即使有少量失败的 CAS 操作,这种方法仍然会比由于锁争用造成的重新调度快得多。

缺点:

1、ABA问题

CAS操作容易导致ABA问题,也就是在做a++之间,a可能被多个线程修改过了,只不过回到了最初的值,这时CAS会认为a的值没有变。a在外面逛了一圈回来,你能保证它没有做任何坏事,不能!!也许它讨闲,把b的值减了一下,把c的值加了一下等等,更有甚者如果a是一个对象,这个对象有可能是新创建出来的,a是一个引用呢情况又如何,所以这里面还是存在着很多问题的,解决ABA问题的方法有很多,可以考虑增加一个修改计数,只有修改计数不变的且a值不变的情况下才做a++,也可以考虑引入版本号,当版本号相同时才做a++操作等,这和事务原子性处理有点类似!

2、比较花费CPU资源,即使没有任何争用也会做一些无用功。

3、会增加程序测试的复杂度,稍不注意就会出现问题。

总结:

可以用CAS在无锁的情况下实现原子操作,但要明确应用场合,非常简单的操作且又不想引入锁可以考虑使用CAS操作,当想要非阻塞地完成某一操作也可以考虑CAS。不推荐在复杂操作中引入CAS,会使程序可读性变差,且难以测试,同时会出现ABA问题。

参考

http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp04186/

http://singleant.iteye.com/blog/1405478     实现简单乐观独占锁

posted on 2014-01-04 23:16 pingh14 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

转载于:https://www.cnblogs.com/pingh/p/3505486.html

乐观锁与悲观锁及其实现相关推荐

  1. [初级]深入理解乐观锁与悲观锁

    2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 在数据库的锁机制中介绍过,数据库管理系统(DBMS)中的并发控制的任务是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时不破坏事务的隔 ...

  2. 乐观锁与悲观锁——解决并发问题

    引言   在多用户环境中,在同一时间可能会有多个用户更新相同的记录,这会产生冲突.这就是著名的并发性问题. 典型的冲突有: 丢失更新:一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果,就是所谓的更新丢失.例如: ...

  3. [精选]MySQL的各种锁(表锁,行锁,悲观锁,乐观锁,间隙锁,死锁)

    不少人在开发的时候,应该很少会注意到这些锁的问题,也很少会给程序加锁(除了库存这些对数量准确性要求极高的情况下),即使我们不会这些锁知识,我们的程序在一般情况下还是可以跑得好好的.因为数据库隐式帮我们 ...

  4. 乐观锁和悲观锁,可重入锁和不可重入锁(1)

    乐观锁和悲观锁,可重入锁和不可重入锁(1) 前言 感觉有一段时间没有写博客了呢.还是再接再厉吧,适当程度的总结能让我自己能够更加深入地巩固和理解自己所学习的一切. 还有,我很懒,而且我还是比较喜欢写日 ...

  5. Mysql共享锁、排他锁、悲观锁、乐观锁及其使用场景

    一.相关名词 |--表级锁(锁定整个表) |--页级锁(锁定一页) |--行级锁(锁定一行) |--共享锁(S锁,MyISAM 叫做读锁) |--排他锁(X锁,MyISAM 叫做写锁) |--悲观锁( ...

  6. 深入理解乐观锁与悲观锁

    在数据库的锁机制中介绍过,数据库管理系统(DBMS)中的并发控制的任务是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时不破坏事务的隔离性和统一性以及数据库的统一性. 乐观并发控制(乐观锁)和悲观并发控制(悲 ...

  7. 【转】数据库的乐观锁和悲观锁

    [转]数据库的乐观锁和悲观锁 有时候为了得到最大的性能,一般数据库都有并发机制,不过带来的问题就是数据访问的冲突.为了解决这个问题,大多数数据库用的方法就是数据的锁定.所以说,悲观锁和乐观锁主要是用来 ...

  8. 乐观锁、悲观锁简单分析,回忆旧(新)知识...

    2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 今天被人问了下乐观锁和悲观锁,突然在脑子里好模糊,但又感觉以前很熟悉的东西竟然忘得这么干净.所以恶补加记录一下. 乐观锁和悲观 ...

  9. **Java有哪些悲观锁的实现_面试4连问:乐观锁与悲观锁的概念、实现方式、场景、优缺点?...

    推荐阅读: 数据库面试4连问:分库分表,中间件,优缺点,如何拆分? 终极手撕之架构大全:分布式+框架+微服务+性能优化,够不够? 消息队列面试,你能顶得住面试官这波10大连环炮的攻势吗? 01 乐观锁 ...

  10. 悲观锁和乐观锁_乐观锁和悲观锁 以及 乐观锁的一种实现方式-CAS

    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,所以每次拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞知道它拿到锁.传统的关系型数据库里面就用到了很多的这种锁机制,比如行锁,表锁等 ...

最新文章

  1. 【Live555】live555源码详解(一):BasicUsageEnvironment、UsageEnvironment
  2. 【android】错误集锦及解决办法
  3. 计算机考研考编程,计算机考研面试------编程语言
  4. 用PHP实现多级树型菜单
  5. linux ubuntu20.04 problems
  6. 【Xamarin.iOS】使用iOS 11进行大型游戏
  7. Centos7 安装zmap
  8. matlab三角函数运算,MATLAB常用的基本数学函数及三角函数
  9. 微信提现php 该怎么加密,关于php 调用接口 微信云支付 HmacSha256 加密 request_content...
  10. 2017微软校园招聘笔试题
  11. win10通过OneDrive实现办公室的电脑和家里电脑重要数据同步
  12. 微信小程序期末大作业-天使童装商城
  13. list index out of range
  14. 微信小程序超级占内存_手机APP占内存?4款超赞的微信小程序,不用下载,拿去即可使用!...
  15. java word导出表格_Java Word模板导出包含表格单元格合并
  16. 信息论与编码-python实现三种编码(香农编码,费诺编码,赫夫曼编码)
  17. SaToken技术分享文档
  18. MindMapper屏幕捕获功能该如何使用
  19. 矩概念与图像矩详解及其hu矩的运用
  20. 将Kali2安装到U盘的实践----图文并茂,详细的让你哭

热门文章

  1. 安卓开发——锁定软件——输入密码后重复弹出输入密码窗口的解决方法
  2. 《利用Python》进行数据分析:Numpy基础1 数组对象ndarray
  3. [bzoj2850]巧克力王国_KD-Tree
  4. amaze ui响应式辅助
  5. 进程和线程相关小知识
  6. [ES6] 细化ES6之 -- 字符串的扩展
  7. CSS3 列表、表格、滤镜
  8. 用单张2D图像重构3D场景
  9. Github Actions
  10. 7-64 计算平均成绩 (15 分)