当前位置: 首页 > news >正文

悲观锁与乐观锁

何谓悲观锁与乐观锁

乐观锁对应于生活中乐观的人总是想着事情往好的方向发展,悲观锁对应于生活中悲观的人总是想着事情往坏的方向发展。这两种人各有优缺点,不能不以场景而定说一种人好于另外一种人。

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,这样别人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)。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。

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。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

两种锁的使用场景

从上面对两种锁的介绍,我们知道两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下(多读场景),即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的情况,一般会经常产生冲突,这就会导致上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以一般多写的场景下用悲观锁就比较合适

乐观锁常见的两种实现方式

乐观锁一般会使用版本号机制或CAS算法实现。

 

1版本号机制

一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

举一个简单的例子:假设数据库中帐户信息表中有一个version字段,当前值为1;而当前帐户余额字段(balance)为$100。

1、操作员A此时将其读出(version=1),并从其帐户余额中扣除$50($100-$50)。

2、在操作员A操作的过程中,操作员B也读入此用户信息(version=1),并从其帐户余额中扣除$20($100-$20)。

3、操作员A完成了修改工作,将数据版本号加一(version=2),连同帐户扣除后余额(balance=$50),提交至数据库更新,此时由于提交数据版本大于数据库记录当前版本,数据被更新,数据库记录version更新为2。

4、操作员B完成了操作,也将版本号加一(version=2)试图向数据库提交数据(balance=$80),但此时比对数据库记录版本时发现,操作员B提交的数据版本号为2,数据库记录当前版本也为2,不满足“提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新“的乐观锁策略,因此,操作员B的提交被驳回。

 

这样,就避免了操作员B用基于version=1的旧数据修改的结果覆盖操作员A的操作结果的可能。

2、CAS算法

compare and swap(比较与交换),是一种有名的无锁算法。无锁编程,即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步(Non-blockingSynchronization)。CAS算法涉及到三个操作数

·需要读写的内存值V

·进行比较的值A

·拟写入的新值B

当且仅当V的值等于A时,CAS通过原子方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作(比较和替换是一个原子操作)。一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试

关于自旋锁,大家可以看一下这篇文章,非常不错:《面试必备之深入理解自旋锁》

乐观锁的缺点

ABA问题是乐观锁一个常见的问题

1、ABA问题

如果一个变量V初次读取的时候是A值,并且在准备赋值的时候检查到它仍然是A值,那我们就能说明它的值没有被其他线程修改过了吗?很明显是不能的,因为在这段时间它的值可能被改为其他值,然后又改回A,那CAS操作就会误认为它从来没有被修改过。这个问题被称为CAS操作的"ABA"问题。JDK1.5以后的AtomicStampedReference类就提供了此种能力,其中的compare And Set方法就是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。

2、循环时间长开销大

自旋CAS(也就是不成功就一直循环执行直到成功)如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。如果JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升,pause指令有两个作用,第一它可以延迟流水线执行指令(de-pipeline),使CPU不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突(memoryorderviolation)而引起CPU流水线被清空(CPUpipelineflush),从而提高CPU的执行效率。

3、只能保证一个共享变量的原子操作

CAS只对单个共享变量有效,当操作涉及跨多个共享变量时CAS无效。但是从JDK1.5开始,提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性,你可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作.所以我们可以使用锁或者利用AtomicReference类把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。

CAS与synchronized的使用情景

 

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)

1、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,操作自旋几率较少,因此可以获得更高的性能。

2、对于资源竞争严重(线程冲突严重)的情况,CAS自旋的概率会比较大,从而浪费更多的CPU资源,效率低于synchronized。

补充:Java并发编程这个领域中synchronized关键字一直都是元老级的角色,很久之前很多人都会称它为“重量级锁”。但是,在JavaSE1.6之后进行了主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的偏向锁和轻量级锁以及其它各种优化之后变得在某些情况下并不是那么重了。synchronized的底层实现主要依靠Lock-Free的队列,基本思路是自旋后阻塞,竞争切换后继续竞争锁,稍微牺牲了公平性,但获得了高吞吐量。在线程冲突较少的情况下,可以获得和CAS类似的性能;而线程冲突严重的情况下,性能远高于CAS。

相关文章:

悲观锁与乐观锁

何谓悲观锁与乐观锁 乐观锁对应于生活中乐观的人总是想着事情往好的方向发展,悲观锁对应于生活中悲观的人总是想着事情往坏的方向发展。这两种人各有优缺点,不能不以场景而定说一种人好于另外一种人。 悲观锁 总是假设最坏的情况,每次去拿数据…...

LeetCode 25. K 个一组翻转链表

原题链接 难度:hard\color{red}{hard}hard 题目描述 给你链表的头节点 headheadhead , kkk 个节点一组进行翻转,请你返回修改后的链表。 kkk 是一个正整数,它的值小于或等于链表的长度。如果节点总数不是 kkk 的整数倍&#xf…...

朗润国际期货招商:历次科技风头下巨头的博弈

历次科技风头下巨头的博弈 VR/AR、区块链、折叠屏、元宇宙、AIGC五轮科技风头下巨头们都进场了吗? VR/AR硬件 谷歌:2014年入局,推出AR眼镜 百度:未入局 京东:未入局 腾讯:传要开发 亚马逊&#xff1…...

配置中心Config

引入依赖<parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.0.6.RELEASE</version></parent><properties><spring-cloud.version>Finchley.SR…...

【原创】java+jsp+servlet学生信息管理系统(jdbc+ajax+filter+cookie+分页)

一直想写一个比较基础的JavaWeb项目&#xff0c;然后综合各种技术&#xff0c;方便Java入门者进行学习。学生信息管理系统大家一般接触的比较多&#xff0c;那么就以这个为例来写一个基础项目吧。 需求分析&#xff1a; 使用jspservletmysql开发的学生信息管理系统&#xff0…...

链表题目总结 -- 回文链表

目录一. 从中心开始找最大的回文字符串1. 思路简述2. 代码3. 总结二. 判断是否为回文字符串1. 思路简述2. 代码3.总结三. 判断是否是回文链表1. 思路简述2. 代码3. 总结4. 优化解法一. 从中心开始找最大的回文字符串 题目链接&#xff1a;没有。给定一个字符串s&#xff0c;从…...

JAVA集合之List >> Arraylist/LinkedList/Vector结构

在Java开发过程中&#xff0c;可能经常会使用到List作为集合来使用&#xff0c;List是一个接口承于Collection的接口&#xff0c;表示着有序的列表。而我们要讨论的是它下面的实现类Arraylist/LinkedList/Vector的数据结构及区别。 ArrayList ArrayList&#xff1a;底层为数组…...

Linux多进程开发

一、进程概述 1、程序和进程 程序是包含一系列信息的文件&#xff0c;这些信息描述了如何在运行时创建一个进程&#xff1a; 二进制格式标识&#xff1a;每个程序文件都包含用于描述可执行文件格式的元信息。内核利用此信息来解释文件中的其他信息。&#xff08;ELF可执行连…...

三维重建小有基础入门之特征点检测基础

前言&#xff1a;本文将从此篇开始&#xff0c;记录自己从普通CVer入门三维重建的学习过程&#xff0c;可能过程比较坎坷&#xff0c;都在摸索阶段&#xff0c;但争取每次学习都能进一步&#xff0c;提高自己的能力&#xff0c;同时&#xff0c;每篇文章都会按情况相应地推出B站…...

基于node.js+vue+mysql考研辅导学习打卡交流网站系统vscode

语言 node.js 框架&#xff1a;Express 前端:Vue.js 数据库&#xff1a;mysql 数据库工具&#xff1a;Navicat 开发软件&#xff1a;VScode 主要功能包括管理员&#xff1a;首页、个人中心、用户管理、每日打卡管理、考研学校管理、考研专业管理、直通车管理、学习教材管理、…...

【C++、数据结构】封装unordered_map和unordered_set(用哈希桶实现)

文章目录&#x1f4d6; 前言1. 复用同一个哈希桶⚡1.1 &#x1f300;修改后结点的定义1.2 &#x1f300;两个容器各自模板参数类型&#xff1a;2. 改造之后的哈希桶⛳3. 哈希桶的迭代器&#x1f525;3.1 &#x1f4a5;哈希桶的begin&#xff08;&#xff09;和 end&#xff08;…...

StratoVirt 的 vCPU 拓扑(SMP)

CPU 拓扑用来表示 CPU 在硬件层面的组合方式&#xff0c;本文主要讲解 CPU 拓扑中的 SMP&#xff08;Symmetric Multi-Processor&#xff0c;对称多处理器系统&#xff09;架构&#xff0c;CPU 拓扑还包括其他信息&#xff0c;比如&#xff1a;cache 等&#xff0c;这些部分会在…...

现在直播大部分都是RTMP RTMP VS RTC

一 RTMP 抓了下抖音直播的包&#xff0c;windows端&#xff0c;走的TCP&#xff0c;加密了&#xff0c;估计还是RTMP。 我以为直播带货&#xff0c;都是RTC了。 快手直播也是TCP&#xff0c;地址用了IPV6。 淘宝直播也是。现在大部分直播都是RTMP。 只有视频会议走的RTC。…...

【Unity实战100例】Unity循环UI界面切换卡片功能

目录 ​编辑 一:制作UI界面 二:代码逻辑 1.定义基础变量...

Monorepo or 物料市场?结合工作实际情况对公司现有前端体系的思考

前言 去年年中基于若依vue前端框架进行了改造&#xff0c;加上后端的配合&#xff0c;我写了一套脚手架和项目中后台模板。中后台模板中包含了许多基础代码&#xff0c;比如登录/注册、路由、权限等等相关功能。这个中后台模板是基于我们实际开发定制的&#xff0c;所以跟通用…...

GEE学习笔记八十八:在自己的APP中使用绘制矢量(上)

在GEE中尤其是自己的APP中调用绘制的矢量图形方法之前没有合适的方法&#xff0c;但是现在可以通过ui.Map.DrawingTools(...)以及ui.Map.GeometryLayer(...)结合来做。具体的API如下图&#xff1a; 在这一篇中我先通过一个简单的例子来展示一下使用这些API后可以实现什么效果&a…...

“笨办法”学Python 3 ——练习 39. 字典,可爱的字典

练习39 源代码 # create a mapping of state to abbreviation #创建一个州与缩写的映射 states {Oregon:OR,Florida:FL,California: CA, New York: NY,Michigan:MI} #创建一个字典&#xff0c;key为州名&#xff0c;value为州缩写#Create a basic set of states and some cit…...

模糊的照片如何修复清晰?

相信有很多人用手机拍照时&#xff0c;觉得拍出来的照片一定是很漂亮的&#xff0c;结果拍了之后&#xff0c;拿出来一看模糊一片&#xff0c;根本看不清是什么。或者是只显示一半另一半模糊一片。而这些精彩瞬间很多时候是无法重拍的。虽然谁也不想拍出的照片出现模糊&#xf…...

如何理解​session、cookie、token的区别与联系?

session、cookie、token。 相信学过接口的朋友都特别熟悉了。 但是对我一个刚接触接口测试的小白来说&#xff0c;属实有点分不清楚。 下文就是我通过查阅各种资料总结出来的一点理解&#xff0c;不准确的地方还请各位指正。 &#xff08;文末送洗浴中心流程指南&#xff09…...

【MyBatis】| MyBatis分页插件PageHelper

目录 一&#xff1a;MyBatis使⽤PageHelper 1. limit分⻚ 2. PageHelper插件 一&#xff1a;MyBatis使⽤PageHelper 1. limit分⻚ &#xff08;1&#xff09;概念&#xff1a; ①页码&#xff1a;pageNum&#xff08;用户会发送请求&#xff0c;携带页码pageNum给服务器&am…...

conda相比python好处

Conda 作为 Python 的环境和包管理工具&#xff0c;相比原生 Python 生态&#xff08;如 pip 虚拟环境&#xff09;有许多独特优势&#xff0c;尤其在多项目管理、依赖处理和跨平台兼容性等方面表现更优。以下是 Conda 的核心好处&#xff1a; 一、一站式环境管理&#xff1a…...

黑马Mybatis

Mybatis 表现层&#xff1a;页面展示 业务层&#xff1a;逻辑处理 持久层&#xff1a;持久数据化保存 在这里插入图片描述 Mybatis快速入门 ![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/6501c2109c4442118ceb6014725e48e4.png //logback.xml <?xml ver…...

day52 ResNet18 CBAM

在深度学习的旅程中&#xff0c;我们不断探索如何提升模型的性能。今天&#xff0c;我将分享我在 ResNet18 模型中插入 CBAM&#xff08;Convolutional Block Attention Module&#xff09;模块&#xff0c;并采用分阶段微调策略的实践过程。通过这个过程&#xff0c;我不仅提升…...

FFmpeg 低延迟同屏方案

引言 在实时互动需求激增的当下&#xff0c;无论是在线教育中的师生同屏演示、远程办公的屏幕共享协作&#xff0c;还是游戏直播的画面实时传输&#xff0c;低延迟同屏已成为保障用户体验的核心指标。FFmpeg 作为一款功能强大的多媒体框架&#xff0c;凭借其灵活的编解码、数据…...

ssc377d修改flash分区大小

1、flash的分区默认分配16M、 / # df -h Filesystem Size Used Available Use% Mounted on /dev/root 1.9M 1.9M 0 100% / /dev/mtdblock4 3.0M...

Auto-Coder使用GPT-4o完成:在用TabPFN这个模型构建一个预测未来3天涨跌的分类任务

通过akshare库&#xff0c;获取股票数据&#xff0c;并生成TabPFN这个模型 可以识别、处理的格式&#xff0c;写一个完整的预处理示例&#xff0c;并构建一个预测未来 3 天股价涨跌的分类任务 用TabPFN这个模型构建一个预测未来 3 天股价涨跌的分类任务&#xff0c;进行预测并输…...

MMaDA: Multimodal Large Diffusion Language Models

CODE &#xff1a; https://github.com/Gen-Verse/MMaDA Abstract 我们介绍了一种新型的多模态扩散基础模型MMaDA&#xff0c;它被设计用于在文本推理、多模态理解和文本到图像生成等不同领域实现卓越的性能。该方法的特点是三个关键创新:(i) MMaDA采用统一的扩散架构&#xf…...

论文解读:交大港大上海AI Lab开源论文 | 宇树机器人多姿态起立控制强化学习框架(一)

宇树机器人多姿态起立控制强化学习框架论文解析 论文解读&#xff1a;交大&港大&上海AI Lab开源论文 | 宇树机器人多姿态起立控制强化学习框架&#xff08;一&#xff09; 论文解读&#xff1a;交大&港大&上海AI Lab开源论文 | 宇树机器人多姿态起立控制强化…...

DBAPI如何优雅的获取单条数据

API如何优雅的获取单条数据 案例一 对于查询类API&#xff0c;查询的是单条数据&#xff0c;比如根据主键ID查询用户信息&#xff0c;sql如下&#xff1a; select id, name, age from user where id #{id}API默认返回的数据格式是多条的&#xff0c;如下&#xff1a; {&qu…...

C# SqlSugar:依赖注入与仓储模式实践

C# SqlSugar&#xff1a;依赖注入与仓储模式实践 在 C# 的应用开发中&#xff0c;数据库操作是必不可少的环节。为了让数据访问层更加简洁、高效且易于维护&#xff0c;许多开发者会选择成熟的 ORM&#xff08;对象关系映射&#xff09;框架&#xff0c;SqlSugar 就是其中备受…...