Java 乐观锁与悲观锁

1. 前言

本节内容主要是对 Java 乐观锁与悲观锁进行更加深入的讲解，本节内容更加偏重于对乐观锁的讲解，因为 synchronized 悲观锁对于大部分学习者并不陌生，本节主要内容如下：

• 乐观锁与悲观锁的概念，之前有所讲解，这里用很小的篇幅进行知识的回顾，巩固；
• 乐观锁与悲观锁的使用场景介绍，通过理解悲观锁与乐观锁不同的风格，理解什么场景下需要选择合适的锁，为本节的重点内容之一；
• 了解乐观锁的缺点，乐观锁有自己的特定的缺陷，不同的锁都有自己的优点与缺点；
• 了解乐观锁缺陷的解决方式，作为本节内容的重点之一；
• 通过引入 Atomic 操作，实现乐观锁，为本节内容的核心，通过对比 synchronized 的实现，用两种锁机制实现同一个需求。

本节内容为 CAS 原理的进阶讲解，也是乐观锁与悲观锁的深入讲解。因为对于并发编程，悲观锁与乐观锁的涉及频率非常高，所以对其进行更加深入的讲解。

2. 乐观锁与悲观锁的概念

悲观锁：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样其他线程想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁（共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程）。

乐观锁：总是假设最好的情况，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号机制和 CAS 算法实现。

乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库提供的类似于 write_condition 机制，其实都是提供的乐观锁。

3. 乐观锁与悲观锁的使用场景

简单的来说 CAS 适用于写比较少的情况下（多读场景，冲突一般较少），synchronized 适用于写比较多的情况下（多写场景，冲突一般较多）。

• 对于资源竞争较少（线程冲突较轻）的情况，使用 synchronized 同步锁进行线程阻塞和唤醒切换以及用户态内核态间的切换操作额外浪费消耗 CPU 资源；而 CAS 基于硬件实现，不需要进入内核，不需要切换线程，