乐观锁 VS 悲观锁-一一网络

【摘要】 悲观锁:总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。乐观锁:总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改。乐观锁在Java中通过使用无锁来实现,常用的是CAS,Java中原子类的递增就是通过CAS自旋实…

悲观锁:总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。

乐观锁:总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改。
乐观锁在Java中通过使用无锁来实现,常用的是CAS,Java中原子类的递增就是通过CAS自旋实现。


CAS

CAS全称 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。java.util.concurrent包中的原子类就是通过CAS来实现了乐观锁。

一个 CAS 涉及到以下操作:
我们假设内存中的原数据V,旧的预期值A,需要修改的新值B,

1、比较 A 与 V 是否相等。(比较)
2、如果比较相等,将 B 写入 V。(交换)
3、返回操作是否成功。

CAS的底层原理

1、调用 Unsafe 类中的 CAS 方法,JVM 会帮我们实现出 CAS 汇编指令
2、这是一种完全依赖于硬件的功能,通过它实现原子操作
3、原语的执行必须是连续的,在执行过程中不允许被中断,CAS 是 CUP 的一条原子指令

CAS的三大问题

1、如果 CAS 长时间一直不成功,会给 CPU 带来很大的开销,在Java的实现中是一只通过while循环自旋CAS获取锁。
2、只能保证一个共享变量的原子操作
3、引出了 ABA 问题

ABA问题

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。

如何解决ABA问题

加入版本信息,例如携带 AtomicStampedReference 之类的时间戳作为版本信息,保证不会出现老的值。

UnSafe

Unsafe类是在sun.misc包下,不属于Java标准。但是很多Java的基础类库,包括一些被广泛使用的高性能开发库都是基于Unsafe类开发的,比如Netty、Cassandra、Hadoop、Kafka等。Unsafe类在提升Java运行效率,增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。

使用Unsafe可用来直接访问系统内存资源并进行自主管理,Unsafe类在提升Java运行效率,增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。

Unsafe可认为是Java中留下的后门,提供了一些低层次操作,如直接内存访问、线程调度等。

这个类的提供了一些绕开JVM的更底层功能,基于它的实现可以提高效率。但是,它是一把双刃剑:正如它的名字所预示的那样,它是Unsafe的,它所分配的内存需要手动free(不被GC回收)。如果对Unsafe类理解的不够透彻,就进行使用的话,就等于给自己挖了无形之坑,最为致命。

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