乐观锁实现

梦里梦外; 2023-06-23 03:00 5阅读 0赞

## 什么场景下需要使用锁？ ##

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### 前言 ###

在多线程多线程执行时，同一个时间可能有多个线程更新查询相同数据，会产生冲突，这就是并发问题。这样的情况下会出现以下问题：

Java 中，我们都知道锁是一个好东西 没有锁，多个线程并发地读／写共享资  
源的时候就会出错，但是我们线程最常用的是互斥锁

所谓互斥，就是同一时刻只有获得锁的那个线程才有资格去操作共享资源，真他线程  
都被阻塞了，被放到一个叫锁池（ Lock Pool ）的地方，什么事情都做不了。

public class Sequence { 
    
    
        private int value;
    
        public synchronized int next() { 
            return value++;
        }
    
    
    }

比如这个简单的 Sequence 类，有 100 个线程拼命地想进入 next（）万法，但是由于synchronized 的存在，必须获得一把锁才可以进入。

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## 乐观锁 ##

就拿你们的那个 Sequence 类来说吧，不就是并发地更新内存中的一个值吗？可以分为  
三步来做：

*  从内存中读取 value 值，假设为 10 ，我们把这个值称为 A
 *  B=A+l 得到 = 11
 *  用 的值和内存的值相比， 如果相等（在过去的一段时间里，没人修改内存 value  
    的值），就 B 的值（ 11 ）写入内存；如果不相等（在过去的一段时间里，有人修改了内存value 的值），就意昧着value的值已经不是最新值了，那就放弃这次修改，跳回第1步。从内存中读取 value 值

Compare and Swap 硬件指令  
第三步真实就是一条硬件指令，操作系统和便件能保证原子执行。

public int next() { 
            while (true) { 
                int A;  //读取内存的值
                int B = A + 1;
                if (compareAndSwap内存的值,A,B){ 
                    return B;
    
                }
            }
        }

线程1进入线程读取内存的值为A=10 ，然后B进入内存读取值为A=10； 可能是我线程1先执行，或者线程B，第一个拿到执行，会把新的值写入内存，当B再执行的时候发现内存的值不同了，会循环，再次调用，A=11与内存里面值相等写入。

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## CAS ##

由于compareAndSwap太长了，简称为CAS

乐观锁，使用版本标识来确定读到的数据与提交时的数据是否一致。提交后修改版本标识，不一致时可以采取丢弃和再次尝试的策略。  
记录1，id,status1,status2,stauts3,version，表示有三个不同的状态，以及数据当前的版本  
操作1：update table set status1=1,status2=0,status3=0 where id=111;  
操作2：update table set status1=0,status2=1,status3=0 where id=111;  
操作3：update table set status1=0,status2=0,status3=1 where id=111;

没有任何控制的情况下，顺序执行3个操作，最后前两个操作会被直接覆盖。

加上version字段，每一次的操作都会更新version，提交时如果version不匹配，停止本次提交，可以尝试下一次的提交，以保证拿到的是操作1提交后的结果。  
这是一种经典的乐观锁实现。  
另外，java中的compareandswap即cas，解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制。  
CAS操作包含三个操作数，内存位置（V）,预期原值（A）和新值（B）。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会西东将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。  
记录2: id，stauts，status 包含3种状态值 1，2，3  
操作，update status＝3 where id＝111 and status＝1；  
即 如果内存值为1，预期值为1，则修改新值。对于没有执行的操作则丢弃。

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