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。