[TOC] ### 什么是乐观锁和悲观锁 * 为什么需要锁(并发控制) * 在多用户环境中,在同一时间可能会有多个用户更新相同的记录,这会产生冲突。这就是著名的并发性问题。 * 典型的冲突有: * 丢失更新:一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果,就是所谓的更新丢失。例如:用户 A 把值从 6 改为 2,用户 B 把值从 2 改为 6,则用户 A 丢失了他的更新。 * 脏读:当一个事务读取其它完成一半事务的记录时,就会发生脏读取。例如:用户 A,B 看到的值都是6,用户 B 把值改为 2,用户 A 读到的值仍为 6。 * 为了解决这些并发带来的问题。 我们需要引入并发控制机制。 * 并发控制机制 * **悲观锁:假定会发生并发冲突**,独占锁,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。 * **乐观锁:假设不会发生并发冲突**,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。乐观锁不能解决脏读的问题。 ### **乐观锁** 乐观锁是一种乐观思想,即认为读多写少,遇到并发写的可能性低,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,采取在写时先读出当前版本号,然后 加锁操作(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新),如果失败则要重复读\-比较\- 写的操作。java 中的乐观锁基本 都是通过 CAS 操作实现的,CAS 是一种更新的原子操作,比较当前值跟传入值是否一样,一样则更新,否则失败。 <br> ### 悲观锁 悲观锁是就是悲观思想,即认为写多,遇到并发写的可能性高,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在读写数据的时候都会上锁,这样别人想读写这个数据就会 block 直到拿到锁。 java 中的悲观锁就是Synchronized,AQS 框架下的锁则是先尝试 cas 乐观锁去获取锁,获取不到,才会转换为悲观锁,如 RetreenLock 。 ### 自旋锁 自旋锁原理非常简单,如果持有锁的线程能在很短时间内释放锁资源,那么那些等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞挂起状态,它们只需要等一等(自旋),等持有锁的线程释放锁后即可立即获取锁,这样就避免用户线程和内核的切换的消耗。 线程自旋是需要消耗 cup 的,说白了就是让 cup 在做无用功,如果一直获取不到锁,那线程也不能一直占用 cup 自旋做无用功,所以需要设定一个自旋等待的最大时间。 如果持有锁的线程执行的时间超过自旋等待的最大时间扔没有释放锁,就会导致其它争用锁的线程在最大等待时间内还是获取不到锁,这时争用线程会停止自旋进入阻塞状态。 #### 自旋锁的优缺点 自旋锁尽可能的减少线程的阻塞,这对于锁的竞争不激烈,且占用锁时间非常短的代码块来说性能能大幅度的提升,因为自旋的消耗会小于线程阻塞挂起再唤醒的操作的消耗,这些操作会导致线程发生两次上下文切换! 但是如果锁的竞争激烈,或者持有锁的线程需要长时间占用锁执行同步块,这时候就不适合使用自旋锁了,因为自旋锁在获取锁前一直都是占用 cpu 做无用功,占着 XX 不 XX ,同时有大量线程在竞争一个锁,会导致获取锁的时间很长,线程自旋的消耗大于线程阻塞挂起操作的消耗,其它需要 cup 的线程又不能获取到 cpu,造成 cpu 的浪费。所以这种情况下我们要关闭自旋锁; 自旋锁时间阈值(***1.6***引入了适应性自旋锁) 自旋锁的目的是为了占着 CPU 的资源不释放,等到获取到锁立即进行处理。但是如何去选择自旋的执行时间呢?如果自旋执行时间太长,会有大量的线程处于自旋状态占用 CPU 资源,进而会影响整体系统的性能。因此自旋的周期选的额外重要! JVM 对于自旋周期的选择, jdk1.5 这个限度是一定的写死的,在 1.6 引入了适应性自旋锁,适应性自旋锁意味着自旋的时间不在是固定的了,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间以及锁的拥有者的状态来决定,基本认为一个线程上下文切换的时间是最佳的一个时间,同时 JVM 还针对当前 CPU 的负荷情况做了较多的优化,如果平均负载小 于 CPUs 则一直自旋,如果有超过 (CPUs/2)个线程正在自旋,则后来线程直接阻塞,如果正在自旋的线程发现 Owner 发生了变化则延迟自旋时间(自旋计数)或进入阻塞,如果 CPU 处于节电模式则停止自旋,自旋时间的最坏情况是 CPU的存储延迟(CPU A 存储了一个数据,到 CPU B 得知这个数据直接的时间差),自旋时会适当放 弃线程优先级之间的差异。 自旋锁的开启 JDK1.6 中 -XX:+UseSpinning 开启; \-XX:PreBlockSpin=10 为自旋次数; JDK1.7 后,去掉此参数,由 jvm 控制;