深刻理解鎖機制（Java）

Java提供了豐富種類的鎖，在適當的場景使用合適的鎖可以展示出很是高的效率。經常使用到的鎖就有樂觀鎖和悲觀鎖。

樂觀鎖和悲觀鎖是一種廣義上的定義，體現了看代線程同步的不一樣角度，在Java和數據庫中都有此類的應用。例如樂觀鎖在數據庫的應用有加個版本號。

先來從概念來分析兩類鎖：對於同一數據的併發操做，悲觀鎖認爲本身在使用數據的時候必定會有別的線程來修改數據，所以在獲取數據的時候會先加鎖，保證數據不會被別的線程修改，在Java中Synchronized關鍵字和Lock的實現類都是悲觀鎖。

樂觀鎖則認爲本身在使用數據的時候不會有其它線程來修改數據，因此不會在獲取數據的時候去加鎖，只是在更新數據的時候去判斷以前有沒有別的線程更新了數據。若是以前沒有別的線程更新數據，當前線程就會將本身修改的數據寫入；若是以前有其它的線程對數據進行了修改，則根據實際狀況進行操做（如報錯或自動重試），通常會使用版本號機制或CAS操做實現。

update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version}; 複製代碼

總結一下就是：

• 悲觀鎖適合寫操做多的場景，先加鎖能夠保證寫操做時數據正確
  
• 樂觀鎖適合讀操做多的場景，不加鎖的特色可以使其讀操做的性能大幅提高
  

來看一下樂觀鎖和悲觀鎖的調用方式：

悲觀鎖調用方式：

public synchronized void method(){
    //todo 操做同步資源
}
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void modifyPublicResource(){
    lock.lock();
    //todo 操做同步資源
    lock.unlock();
}複製代碼

樂觀鎖調用方式：

//保證多個線程使用同一個AtomicInteger
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
atomicInteger.incrementAndGet(); //執行自增1複製代碼

咱們能夠發現悲觀鎖基本都是在顯式的鎖定以後再操做同步資源，而樂觀鎖則直接去操做同步資源。

下面來看樂觀鎖CAS算法（比較與交換），這是一種無鎖算法。涉及到三個操做數：

V：須要讀寫內存值；A：進行比較的值；B：要寫入的新值

當且僅當V的值等於A時，CAS經過原子的方式用新值B來更新V的值，不然不會執行任何操做。咱們來看看上面AtomicInteger的源碼：

上面代碼已經標了V、A、B的註釋，其中value這個值須要用volatile來修飾，保證其可見性。

接下來看看AtomicInteger的自增函數incrementAndGet：

發現調用了unsafe.getAndAddInt()，再來看看：

根據源碼咱們能夠看出，getAndAddInt()循環獲取給定對象var1中的偏移量處的值var5，而後判斷內存值是否等於var5，若是相等就將內存設置爲var5+var4，不然返回false，繼續循環進行重試，直到設置成功才能退出循環，而且將舊值var5返回，整個「比較+更新」操做屬於原子操做，能夠保證多個線程都可以看到同一個變量的修改值。