Java多線程 樂觀鎖和CAS機制詳細

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一、悲觀鎖和樂觀鎖

1、悲觀鎖

悲觀鎖是基於一種悲觀的態度類來防止一切數據沖突，它是以一種預防的姿態在修改數據之前把數據鎖住，然後再對數據進行讀寫，在它釋放鎖之前任何人都不能對其數據進行操作，直到前面一個人把鎖釋放後下一個人數據加鎖才可對數據進行加鎖，然後才可以對數據進行操作。synchronized是悲觀鎖，這種線程一旦得到鎖，其他需要鎖的線程就掛起的情況就是悲觀鎖。

特點：可以完全保證數據的獨占性和正確性，因為每次請求都會先對數據進行加鎖， 然後進行數據操作，最後再解鎖，而加鎖釋放鎖的過程會造成消耗，所以性能不高;

2、樂觀鎖

樂觀鎖是對於數據沖突保持一種樂觀態度，操作數據時不會對操作的數據進行加鎖（這使得多個任務可以並行的對數據進行操作），隻有到數據提交的時候才通過一種機制來驗證數據是否存在沖突。CAS操作的就是樂觀鎖，每次不加鎖而是假設沒有沖突而去完成某項操作，如果因為沖突失敗就重試，直到成功為止。

特點：樂觀鎖是一種並發類型的鎖，其本身不對數據進行加鎖通而是通過業務實現鎖的功能，不對數據進行加鎖就意味著允許多個請求同時訪問數據，同時也省掉瞭對數據加鎖和解鎖的過程，這種方式因為節省瞭悲觀鎖加鎖的操作，所以可以一定程度的的提高操作的性能，不過在並發非常高的情況下，會導致大量的請求沖突，沖突導致大部分操作無功而返而浪費資源，所以在高並發的場景下，樂觀鎖的性能卻反而不如悲觀鎖。

二、CAS機制

CAS機制的全稱是Compare And Swap，翻譯過來就是比較並且交換，CAS機制中有三個變量，內存地址address，舊的預期值oldvalue，要修改的新值newvalue。當進行CAS操作時，首先先檢測和比較內存地址和舊的預期值是否一致，如果一致返回true，否則返回false。可以看下面的代碼能好得理解。

代碼中AtomicInteger是原子操作類，count.compareAndSet(11,10)就是CAS機制，他是一個原子操作，他先要比較原先的count值是否是11，如果是11的話，就改成10，如果線程1和線程2進入代碼中，但是線程1先觸發瞭CAS，將count值變10，那麼線程2執行到CAS機制的時候發現count值已經不等於10瞭，那麼這個compareAndSet函數會返回false，進入else中繼續run()。線程1休眠5s以後，將count值修改成11以後，線程2再次進入compareAndSet函數發現count值變成瞭11，那麼就把值修改成10瞭，並且返回true值。由此實現瞭樂觀鎖。

public class AtomiIntegerTestimplements Runnable {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(11);

    public static void main(String[] args) {
        AtomiIntegerTest ast = new AtomiIntegerTest();
        Thread thread1 = new Thread(ast);
        Thread thread = new Thread(ast);
        thread1.start();
        thread.start();
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("thread:"+Thread.currentThread().getName()+";count:"+count.get());
        if (count.compareAndSet(11,10)){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+";修改成功"+count.get());
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            count.set(11);
        }else{
            System.out.println("重試機制thread:"+Thread.currentThread().getName()+";flag:"+count.get());
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            run();
        }
    }
}

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