深刻理解锁机制（Java）

Java提供了丰富种类的锁，在适当的场景使用合适的锁可以展示出很是高的效率。经常使用到的锁就有乐观锁和悲观锁。

乐观锁和悲观锁是一种广义上的定义，体现了看代线程同步的不一样角度，在Java和数据库中都有此类的应用。例如乐观锁在数据库的应用有加个版本号。

先来从概念来分析两类锁：对于同一数据的并发操做，悲观锁认为本身在使用数据的时候必定会有别的线程来修改数据，所以在获取数据的时候会先加锁，保证数据不会被别的线程修改，在Java中Synchronized关键字和Lock的实现类都是悲观锁。

乐观锁则认为本身在使用数据的时候不会有其它线程来修改数据，因此不会在获取数据的时候去加锁，只是在更新数据的时候去判断以前有没有别的线程更新了数据。若是以前没有别的线程更新数据，当前线程就会将本身修改的数据写入；若是以前有其它的线程对数据进行了修改，则根据实际状况进行操做（如报错或自动重试），通常会使用版本号机制或CAS操做实现。

update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version}; 复制代码

总结一下就是：

• 悲观锁适合写操做多的场景，先加锁能够保证写操做时数据正确
  
• 乐观锁适合读操做多的场景，不加锁的特色可以使其读操做的性能大幅提高
  

来看一下乐观锁和悲观锁的调用方式：

悲观锁调用方式：

public synchronized void method(){
    //todo 操做同步资源
}
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void modifyPublicResource(){
    lock.lock();
    //todo 操做同步资源
    lock.unlock();
}复制代码

乐观锁调用方式：

//保证多个线程使用同一个AtomicInteger
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
atomicInteger.incrementAndGet(); //执行自增1复制代码

咱们能够发现悲观锁基本都是在显式的锁定以后再操做同步资源，而乐观锁则直接去操做同步资源。

下面来看乐观锁CAS算法（比较与交换），这是一种无锁算法。涉及到三个操做数：

V：须要读写内存值；A：进行比较的值；B：要写入的新值

当且仅当V的值等于A时，CAS经过原子的方式用新值B来更新V的值，不然不会执行任何操做。咱们来看看上面AtomicInteger的源码：

上面代码已经标了V、A、B的注释，其中value这个值须要用volatile来修饰，保证其可见性。

接下来看看AtomicInteger的自增函数incrementAndGet：

发现调用了unsafe.getAndAddInt()，再来看看：

根据源码咱们能够看出，getAndAddInt()循环获取给定对象var1中的偏移量处的值var5，而后判断内存值是否等于var5，若是相等就将内存设置为var5+var4，不然返回false，继续循环进行重试，直到设置成功才能退出循环，而且将旧值var5返回，整个“比较+更新”操做属于原子操做，能够保证多个线程都可以看到同一个变量的修改值。