专栏首页Spark学习技巧Java并发锁(一):悲观锁与乐观锁

Java并发锁(一):悲观锁与乐观锁

今天我们来聊下线程中的悲观锁和乐观锁,首先提到"悲观锁","乐观锁"提到这两个名词,大家可能会先想到数据库。注意啦,我们这里讲的是多线程中的锁,而不是数据库中的锁(没听过的童鞋,可以百度了解下。大概思想同线程中的悲乐锁思想差不多)。在Java中,常用Api提供的锁就是synchronized和lock,以及CAS。不知道大家有没有这样的疑惑,我什么场景下用哪把锁最为合适。

synchronized和Lock都是悲观锁,它们认为当使用数据的时候一定有其它线程来修改,所以在获取数据的时候就会加锁,确保不会被其它线程修改。

synchronized代码块:

public synchronized void update() {        //同步资源    }
public void update() {       Lock lock = new ReentrantLock();       lock.lock();       try {           //同步资源       } finally {           lock.unlock();       }    }

乐观锁,它认为使用数据的时候不会有别的线程来修改数据,所以不会加锁。只要在自身要进行update操作的时候,才会去判断之前的数据是否被别的线程修改了。如果没有被修改则会修改成功,相反则会修改不成功。这里最典型的是java.util.concurrent并发包中的递增操作就通过CAS自旋实现的。

CAS代码块

public class TestLock {        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);     public int add() {        return atomicInteger.incrementAndGet();    }}

什么是CAS,CAS的全称为Compare And Swap(比较与交换),是一种无锁算法。在不使用锁(没有线程被阻塞)的情况下实现多线程之间的变量同步。

总结: 这里我们可以得出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,不加锁的特点能够使其读操作的性能大幅提升。不过从jdk1.8之后java已经对synchronized做了优化,性能上有了大幅度的提升。但是乐观锁CAS,也不是那么十全十美,目前它存在三个三大问题。

  1. ABA问题(JDK1.5之后已有解决方案):CAS需要在操作值的时候检查内存值是否发生变化,没有发生变化才会更新内存值。但是如果内存值原来是A,后来变成了B,然后又变成了A,那么CAS进行检查时会发现值没有发生变化,但是实际上是有变化的。ABA问题的解决思路就是在变量前面添加版本号,每次变量更新的时候都把版本号加一,这样变化过程就从“A-B-A”变成了“1A-2B-3A”。
  2. 循环时间长开销大:CAS操作如果长时间不成功,会导致其一直自旋,给CPU带来非常大的开销。
  3. 只能保证一个共享变量的原子操作(JDK1.5之后已有解决方案):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。

本文分享自微信公众号 - Spark学习技巧(bigdatatip),作者:熊猫的博客

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原始发表时间:2019-06-17

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