深入了解Java中樂觀鎖和悲觀鎖的秘密
今天要和大家聊聊一個在Java開發(fā)中常見的熱門話題——樂觀鎖和悲觀鎖的實現(xiàn)。作為程序員的我們,面試中經(jīng)常會被問到這個問題,那么它們究竟是怎么一回事呢?讓我們一起來揭開這個神秘的面紗吧!
前言:鎖的作用和分類
在多線程編程中,為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全,鎖是必不可少的工具。鎖可以分為兩大類:樂觀鎖和悲觀鎖。樂觀鎖假設(shè)多個線程之間很少會發(fā)生沖突,因此在讀取數(shù)據(jù)時不會加鎖,而在更新數(shù)據(jù)時會檢查是否有其他線程修改了數(shù)據(jù)。如果沒有沖突,就執(zhí)行更新操作;如果有沖突,則進(jìn)行相應(yīng)的處理。悲觀鎖則相反,它假設(shè)多個線程之間經(jīng)常會發(fā)生沖突,因此在讀取數(shù)據(jù)時會加鎖,防止其他線程修改數(shù)據(jù),直到操作完成后才釋放鎖。
樂觀鎖的實現(xiàn)方式
樂觀鎖的實現(xiàn)方式有很多種,其中比較常見的有版本號和CAS(比較并交換)機(jī)制。
版本號方式:在數(shù)據(jù)庫表中添加一個版本號字段,每次更新操作時都會將版本號加一。當(dāng)線程要更新數(shù)據(jù)時,會先讀取數(shù)據(jù)的版本號,然后進(jìn)行更新操作,并將版本號加一。如果在更新過程中,有其他線程已經(jīng)修改了數(shù)據(jù),版本號就會不一致,此時更新操作會失敗,需要進(jìn)行重試。
CAS(比較并交換)機(jī)制:CAS是一種原子操作,它通過比較內(nèi)存中的值和預(yù)期值是否相等來判斷是否發(fā)生了其他線程的修改。如果相等,則將新值寫入內(nèi)存,否則重新讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行重試。Java中的Atomic類就是基于CAS機(jī)制實現(xiàn)的樂觀鎖,比如AtomicInteger、AtomicLong等。
悲觀鎖的實現(xiàn)方式
悲觀鎖的實現(xiàn)方式相對簡單粗暴,就是在讀取數(shù)據(jù)時直接加鎖,防止其他線程修改數(shù)據(jù)。常見的悲觀鎖實現(xiàn)方式包括使用synchronized關(guān)鍵字、ReentrantLock類等。
synchronized關(guān)鍵字:synchronized關(guān)鍵字是Java中最基本的鎖機(jī)制,它可以用來修飾方法或代碼塊,保證同一時間只有一個線程可以執(zhí)行被鎖定的代碼。
ReentrantLock類:ReentrantLock是Java中高級的鎖機(jī)制,它提供了更靈活的鎖定方式,可以實現(xiàn)公平鎖和非公平鎖,支持可重入特性,同時還可以配合條件變量等功能進(jìn)行更復(fù)雜的線程同步操作。
樂觀鎖和悲觀鎖的選擇
那么,究竟應(yīng)該選擇樂觀鎖還是悲觀鎖呢?這個問題并沒有絕對的答案,而是根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場景和需求來決定的。
樂觀鎖適用于:并發(fā)寫比較少的場景,因為樂觀鎖不會阻塞讀操作,適合讀多寫少的情況。比如,我們可以在不同的業(yè)務(wù)邏輯中使用樂觀鎖來提高并發(fā)性能。
悲觀鎖適用于:并發(fā)寫比較多的場景,因為悲觀鎖可以有效地阻塞其他線程的讀和寫操作,保證數(shù)據(jù)的一致性。但需要注意的是,悲觀鎖可能會引起線程競爭,降低性能,所以在使用時要權(quán)衡利弊。
END
通過本篇文章,我們深入了解了Java中樂觀鎖和悲觀鎖的實現(xiàn)方式和適用場景。在面試中,面試官可能會問到你對于樂觀鎖和悲觀鎖的理解和應(yīng)用,希望大家能夠從這篇文章中獲得一些啟發(fā),為自己的面試準(zhǔn)備做好充分的準(zhǔn)備。