乐观锁和悲观锁详解

1. 核心概念对比

悲观锁（Pessimistic Lock）

• 定义：
假设共享资源每次访问都会发生冲突，每次操作前加锁，其他线程需阻塞等待锁释放。
• 类比现实：
类似“未雨绸缪”的人，总假设最坏情况，提前预防问题。 • 实现方式：
Java 中通过 synchronized 和 ReentrantLock 等独占锁实现。

代码示例

// synchronized 示例
public void performSynchronisedTask() {
    synchronized (this) {
        // 需要同步的操作
    }
}

// ReentrantLock 示例
private Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 需要同步的操作
} finally {
    lock.unlock();
}

优缺点

• 优点：避免数据竞争，保证强一致性。
• 缺点：
• 高并发下锁竞争激烈，导致线程阻塞和上下文切换，性能开销大。
• 可能引发死锁（如锁顺序不当）。

乐观锁（Optimistic Lock）

• 定义：
假设共享资源访问不会冲突，操作时不加锁，提交修改时验证数据是否被修改。
• 类比现实：
类似“乐观”的人，假设最好情况，快速解决问题。
• 实现方式：
通过 版本号机制 或 CAS 算法 实现。Java 中如 AtomicInteger 和 LongAdder。

代码示例

// LongAdder 示例（高并发性能更优，空间换时间）
LongAdder sum = new LongAdder();
sum.increment();

优缺点

• 优点：
• 无锁竞争，无死锁问题，读多写少场景性能更优。
• 缺点：
• 写冲突频繁时，大量失败重试，影响性能（可通过 LongAdder 等优化）。
• 仅适用于单共享变量场景。

2. 乐观锁实现技术

版本号机制

• 原理：
数据表中添加 version 字段，每次修改 version+1。提交更新时，校验当前 version 是否与读取时一致。 • 示例：
账户余额修改场景中，通过版本号避免并发更新覆盖问题。

CAS 算法（Compare And Swap）

• 原理：
原子操作，依赖 CPU 指令，比较变量当前值（V）与预期值（E），相等时更新为新值（N）。
• 三要素：
V（变量值）、E（预期值）、N（新值）。
• 特点：
• 失败线程可重试或放弃，无阻塞。
• 需处理 ABA 问题（需额外机制如版本号）。

3. 适用场景总结

4. 扩展阅读

• 《Java 并发编程核心 78 讲》
涵盖悲观锁、乐观锁、可重入锁、自旋锁等详细实现与实战分析。