乐观锁及其两种实现方式
mhr18 2024-12-06 16:31 13 浏览 0 评论
在共享资源被访问的时候，必须能够保证单次操作前后是一致的，数据是准确的。为了保证这种访问的安全性，通常都需要加锁。
但是资源被并发访问的情况并不一定发生，所以加锁有一个时机的选择问题，从这个角度可以将锁分为悲观锁和乐观锁。
悲观锁是指对本次操作非常悲观，认为资源被并发访问的情况一定发生，所以在访问之前先加上锁，将资源从一开始就锁定，不让其他人访问。
而乐观锁则积极的多，总是认为资源被并发访问的情况不一定发生，因此并不一开始就锁定资源，而是在提交的时候才去检查资源是否已经被改变，如果没有改变就正常操作，如果已经改变就说明被其他人操作过了，必须终止操作。
从上述的描述可知，乐观锁的实现其实只有一种，就是CAS（Compare And Swap），比较并交换。但是根据比较的内容，一般有两种实现方式。
一、实现方式
1、比较被更新的数据本身
这种情况下，数据有三个值，一个是现值，一个是预期的原值A，一个是新值B。在更新时，要先检测现值和预期的原值是否相同，如果相同则允许将数据更新为新值。否则更新失败。
但是这里有一个ABA问题，虽然现值和预期原值相同，但是有可能发生这种情况，在检测的过程中，有其他人已经把值修改了，只不过最后一次修改的值和预期原值相同。就是说，虽然看上去值相同，但其实数据已经被修改过了。
这样就有另一种实现方式：加版本号。
2、比较数据的版本号
我们可以给数据添加一个版本号，检测的时候检测的是版本号是否相同。
这种情况下，数据有三个值，一个是当前版本号，一个是预期的版本号，一个是新值B。在更新时，要先检测当前版本号和预期的版本号是否相同，如果相同则允许将数据更新为新值，同时将版本号加1。否则更新失败。
这样，就不存在ABA问题了，因为每次更新都会把版本号更新。
二、使用场景
1、在单体应用中，多线程环境下，对内存中的数据，java的sun.misc.Unsafe中提供了CAS操作，并发工具包JUC（java.util.concurrent）中有很多类都是用了它，著名的AQS即是如此。
2、在数据库中更新记录的时候可以使用乐观锁，具体实现是这样的：
UPDATE table_name SET data = #{data},version = version+1 WHERE id = #{id} AND version = #{version}
3、在redis中也有乐观锁，是通过watch和事务来实现的。在开启事务前，watch要被更新的数据，在事务提交时，如果被更新的数据被改变，则事务被回滚。这里redis检测数据变更的方式也是版本号。
三、总结
悲观锁本质上是让并发操作串行执行，性能上会有问题。为了提高并发操作的效率，可以使用乐观锁。但是对于写多读少的情况，乐观锁检测失败的次数会变多，从而导致循环检测，影响性能。所以使用什么样的加锁方式，还要看实际的应用场景。
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