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Java多線程樂觀鎖和CAS機(jī)制詳細(xì)

更新時(shí)間：2021年10月07日 11:42:26 作者：JavaWarriors

這篇文章主要介紹了Java多線程樂觀鎖和CAS機(jī)制，樂觀鎖是對(duì)于數(shù)據(jù)沖突保持一種樂觀態(tài)度，操作數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)對(duì)操作的數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖,需要的朋友可以參考下

一、悲觀鎖和樂觀鎖

1、悲觀鎖

悲觀鎖是基于一種悲觀的態(tài)度類來防止一切數(shù)據(jù)沖突，它是以一種預(yù)防的姿態(tài)在修改數(shù)據(jù)之前把數(shù)據(jù)鎖住，然后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，在它釋放鎖之前任何人都不能對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，直到前面一個(gè)人把鎖釋放后下一個(gè)人數(shù)據(jù)加鎖才可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖，然后才可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(diǎn)：可以完全保證數(shù)據(jù)的獨(dú)占性和正確性，因?yàn)槊看握?qǐng)求都會(huì)先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，最后再解鎖，而加鎖釋放鎖的過程會(huì)造成消耗，所以性能不高;

2、樂觀鎖

樂觀鎖是對(duì)于數(shù)據(jù)沖突保持一種樂觀態(tài)度，操作數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)對(duì)操作的數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖（這使得多個(gè)任務(wù)可以并行的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作），只有到數(shù)據(jù)提交的時(shí)候才通過一種機(jī)制來驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否存在沖突。CAS操作的就是樂觀鎖，每次不加鎖而是假設(shè)沒有沖突而去完成某項(xiàng)操作，如果因?yàn)闆_突失敗就重試，直到成功為止。

特點(diǎn)：樂觀鎖是一種并發(fā)類型的鎖，其本身不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖通而是通過業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)鎖的功能，不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖就意味著允許多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)訪問數(shù)據(jù)，同時(shí)也省掉了對(duì)數(shù)據(jù)加鎖和解鎖的過程，這種方式因?yàn)楣?jié)省了悲觀鎖加鎖的操作，所以可以一定程度的的提高操作的性能，不過在并發(fā)非常高的情況下，會(huì)導(dǎo)致大量的請(qǐng)求沖突，沖突導(dǎo)致大部分操作無功而返而浪費(fèi)資源，所以在高并發(fā)的場(chǎng)景下，樂觀鎖的性能卻反而不如悲觀鎖。

二、CAS機(jī)制

CAS機(jī)制的全稱是Compare And Swap，翻譯過來就是比較并且交換，CAS機(jī)制中有三個(gè)變量，內(nèi)存地址address，舊的預(yù)期值oldvalue，要修改的新值newvalue。當(dāng)進(jìn)行CAS操作時(shí)，首先先檢測(cè)和比較內(nèi)存地址和舊的預(yù)期值是否一致，如果一致返回true，否則返回false?？梢钥聪旅娴拇a能好得理解。

代碼中AtomicInteger是原子操作類，count.compareAndSet(11,10)就是CAS機(jī)制，他是一個(gè)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(jìn)入代碼中，但是線程1先觸發(fā)了CAS，將count值變10，那么線程2執(zhí)行到CAS機(jī)制的時(shí)候發(fā)現(xiàn)count值已經(jīng)不等于10了，那么這個(gè)compareAndSet函數(shù)會(huì)返回false，進(jìn)入else中繼續(xù)run()。線程1休眠5s以后，將count值修改成11以后，線程2再次進(jìn)入compareAndSet函數(shù)發(fā)現(xiàn)count值變成了11，那么就把值修改成10了，并且返回true值。由此實(shí)現(xiàn)了樂觀鎖。

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(jī)制thread:"+Thread.currentThread().getName()+";flag:"+count.get());
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            run();
        }
    }
}