java中的乐观锁与悲观锁

Java中的乐观锁和悲观锁都是用于多线程并发控制的机制。悲观锁的实现方式是加锁，即对代码块或数据加锁，synchronized关键字和Lock的实现类都是悲观锁。悲观锁适合写操作多的场景，先加锁可以保证写操作时数据正确。而乐观锁则是通过版本号或时间戳等机制来实现，不加锁的特点能够使其读操作的性能大幅提升。乐观锁适合读操作多的场景。在多线程竞争下，加锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延迟，引起性能问题。因此，当竞争不激烈时，乐观锁更有优势；当竞争激烈时，悲观锁更有优势。

相关问题

java中乐观锁和悲观锁

### Java 中乐观锁和悲观锁的概念

#### 悲观锁
悲观锁假设最坏的情况，在整个数据处理过程中都持有独占锁。这种方式能够有效防止其他线程修改同一份数据，但是也带来了资源占用的问题。在Java中，`synchronized`关键字以及`Lock`接口下的实现类均属于悲观锁范畴[^1]。

// synchronized 关键字示例
public class Counter {
    private int count;

    public synchronized void increment() {
        this.count++;
    }
}

对于更灵活的锁定机制，可以使用`ReentrantLock`：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CounterWithLock {
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private int count;

    public void increment() {
        lock.lock();  // 加锁
        try {
            this.count++;
        } finally {
            lock.unlock();  // 解锁
        }
    }
}

#### 乐观锁
乐观锁则采取了一种更加宽松的态度来对待并发访问控制问题。它不会主动加锁阻止其他线程的操作，而是允许所有线程自由读取并尝试更新共享变量；当提交更改时会检测是否有其他线程已经改变了该值，如果有，则放弃当前操作或执行特定逻辑（如重试）。这种策略特别适合那些写入频率较低的数据结构。

版本号校验是最常见的乐观锁实现方法之一。通过给定对象增加一个version字段，在每次更新前先验证此字段是否发生变化从而判断是否存在竞争条件。

UPDATE table_name SET value = newValue, version = version + 1 WHERE id = givenId AND version = expectedVersion;

如果上述SQL语句影响到0行记录，则说明有其他事务抢先完成了对该条目的修改，此时可以根据业务需求决定如何响应——比如抛出异常告知调用方失败了，或是自动重新获取最新状态再做一次尝试。

而在Java环境中，可以通过CAS(Compare And Swap)原子指令配合`AtomicInteger`, `AtomicReference`等工具类轻松达成相同效果:

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

class OptimisticCounter {
    AtomicInteger counter = new AtomicInteger();

    boolean update(int oldValue, int newValue){
        return counter.compareAndSet(oldValue,newValue);
    }
}

### 区别与适用场景

- **性能**: 由于乐观锁减少了不必要的等待时间，所以在大多数情况下其表现优于悲观锁，尤其是在争用不激烈的情形下[^3]。

- **冲突处理**: 如前所述，悲观锁全程保持锁定状态故无需担心冲突解决；相反地，采用乐观模式意味着开发者需自行设计应对潜在冲突的方法.

- **应用场景的选择**:
- 当应用程序中的写操作频繁且容易引发竞态条件时，应该优先考虑使用悲观锁以确保一致性；
- 对于读多写少的工作负载而言，乐观锁往往是一个更好的选择，因为这有助于提高整体吞吐量并减少死锁风险[^4].

java中乐观锁和悲观锁的实现

Java中的乐观锁和悲观锁都是用于多线程环境下对共享资源进行访问控制的机制。其中，乐观锁假设在并发情况下不会出现冲突，因此不会阻塞线程，而是在更新时检查是否有其他线程已经修改了该数据，如果没有则更新成功，否则返回失败；悲观锁则假设在并发情况下会出现冲突，因此会在访问共享资源前先加锁，阻塞其他线程的访问，直到当前线程完成操作后才释放锁。

Java中的悲观锁可以使用synchronized关键字或者ReentrantLock类来实现，这两种方式都可以保证同一时刻只有一个线程能够访问共享资源。而乐观锁则可以使用CAS（Compare and Swap）算法来实现，CAS是一种无锁算法，它通过比较内存中的值和期望值是否相等来判断是否有其他线程修改了该数据，如果没有则更新成功，否则返回失败。