不懂什么是锁?看看这篇你就明白了

Java 中的锁有很多,可以按照不同的功能、种类进行分类,下面是我对 Java 中一些常用锁的分类,包括一些基本的概述

不懂什么是锁?看看这篇你就明白了

从线程是否需要对资源加锁可以分为 悲观锁 和 乐观锁

从资源已被锁定,线程是否阻塞可以分为 自旋锁

从多个线程并发访问资源,也就是 Synchronized 可以分为 无锁、偏向锁、 轻量级锁 和 重量级锁

从锁的公平性进行区分,可以分为公平锁 和 非公平锁

从根据锁是否重复获取可以分为 可重入锁 和 不可重入锁

从那个多个线程能否获取同一把锁分为 共享锁 和 排他锁

下面我们依次对各个锁的分类进行详细阐述。

线程是否需要对资源加锁

Java 按照是否对资源加锁分为乐观锁和悲观锁,乐观锁和悲观锁并不是一种真实存在的锁,而是一种设计思想,乐观锁和悲观锁对于理解 Java 多线程和数据库来说至关重要,下面就来探讨一下这两种实现方式的区别和优缺点

悲观锁

悲观锁是一种悲观思想,它总认为最坏的情况可能会出现,它认为数据很可能会被其他人所修改,所以悲观锁在持有数据的时候总会把资源 或者 数据 锁住,这样其他线程想要请求这个资源的时候就会阻塞,直到等到悲观锁把资源释放为止。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。悲观锁的实现往往依靠数据库本身的锁功能实现。

Java 中的 Synchronized 和 ReentrantLock 等独占锁(排他锁)也是一种悲观锁思想的实现,因为 Synchronzied 和 ReetrantLock 不管是否持有资源,它都会尝试去加锁,生怕自己心爱的宝贝被别人拿走。

乐观锁

乐观锁的思想与悲观锁的思想相反,它总认为资源和数据不会被别人所修改,所以读取不会上锁,但是乐观锁在进行写入操作的时候会判断当前数据是否被修改过(具体如何判断我们下面再说)。乐观锁的实现方案一般来说有两种: 版本号机制 和 CAS实现 。乐观锁多适用于多度的应用类型,这样可以提高吞吐量。

在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式 CAS 实现的。

两种锁的使用场景

上面介绍了两种锁的基本概念,并提到了两种锁的适用场景,一般来说,悲观锁不仅会对写操作加锁还会对读操作加锁,一个典型的悲观锁调用:

select * from student where for update

这条 sql 语句从 Student 表中选取 name = "cxuan" 的记录并对其加锁,那么其他写操作再这个事务提交之前都不会对这条数据进行操作,起到了独占和排他的作用。

悲观锁因为对读写都加锁,所以它的性能比较低,对于现在互联网提倡的三高(高性能、高可用、高并发)来说,悲观锁的实现用的越来越少了,但是一般多读的情况下还是需要使用悲观锁的,因为虽然加锁的性能比较低,但是也阻止了像乐观锁一样,遇到写不一致的情况下一直重试的时间。

相对而言,乐观锁用于读多写少的情况,即很少发生冲突的场景,这样可以省去锁的开销,增加系统的吞吐量。

乐观锁的适用场景有很多,典型的比如说成本系统,柜员要对一笔金额做修改,为了保证数据的准确性和实效性,使用悲观锁锁住某个数据后,再遇到其他需要修改数据的操作,那么此操作就无法完成金额的修改,对产品来说是灾难性的一刻,使用乐观锁的版本号机制能够解决这个问题,我们下面说。

乐观锁的实现方式

乐观锁一般有两种实现方式:采用版本号机制 和 CAS(Compare-and-Swap,即比较并替换)算法实现。

版本号机制

版本号机制是在数据表中加上一个 version 字段来实现的,表示数据被修改的次数,当执行写操作并且写入成功后,version = version + 1,当线程A要更新数据时,在读取数据的同时也会读取 version 值,在提交更新时,若刚才读取到的 version 值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

我们以上面的金融系统为例,来简述一下这个过程。

不懂什么是锁?看看这篇你就明白了

成本系统中有一个数据表,表中有两个字段分别是 金额 和 version,金额的属性是能够实时变化,而 version 表示的是金额每次发生变化的版本,一般的策略是,当金额发生改变时,version 采用递增的策略每次都在上一个版本号的基础上 + 1。

在了解了基本情况和基本信息之后,我们来看一下这个过程:公司收到回款后,需要把这笔钱放在金库中,假如金库中存有100 元钱

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:https://www.heiqu.com/zzjwwx.html