悲观锁和乐观锁详解

真真假假々 2024-09-17 15:35:04 阅读 89

        乐观锁和悲观锁是并发控制的一种机制,用于多线程或多进程环境下对共享资源的访问管理,以防止数据不一致或竞态条件。它们的主要区别在于对待冲突的策略。

一、悲观锁(Pessimistic Locking) 

        悲观锁是一种对资源持有较悲观态度的锁定方式。它假设数据在并发访问时极有可能发生冲突,因此每次访问数据时都会先加锁,以确保其他线程不能访问此数据直到锁被释放。主要特点包括: 

1、锁定机制:一旦线程获得锁,其它尝试获取锁的线程都会被阻塞,直到锁被释放。常见的实现方式是数据库中的行级锁、表级锁或行级锁等。

2、适用场景:在高并发、数据竞争激烈的场景中使用,如金融交易、库存管理等。这类场景下,冲突发生的可能性很高,所以加锁确保数据的一致性。 

3、 缺点

        (1)可能导致系统吞吐量降低,因为锁定机制会阻止其他线程并发访问资源。

        (2)容易产生死锁(Deadlock),如果锁的持有和释放管理不当,会导致系统无法继续运行 。

4、代码示例 :

<code>public class BankAccount {

private double balance;

public BankAccount(double initialBalance) {

this.balance = initialBalance;

}

// 同步方法,用于存款

public synchronized void deposit(double amount) {

double newBalance = balance + amount;

balance = newBalance; // 更新余额

System.out.println("存款: " + amount + ", 余额: " + balance);

}

// 同步方法,用于取款

public synchronized void withdraw(double amount) {

if (balance >= amount) {

balance -= amount;

System.out.println("取款: " + amount + ", 余额: " + balance);

} else {

System.out.println("余额不足");

}

}

// 同步方法,获取余额

public synchronized double getBalance() {

return balance;

}

public static void main(String[] args) {

BankAccount account = new BankAccount(1000);

// 创建线程执行存款操作

Thread depositThread = new Thread(() -> {

account.deposit(200);

});

// 创建线程执行取款操作

Thread withdrawThread = new Thread(() -> {

account.withdraw(150);

});

depositThread.start();

withdrawThread.start();

}

}

二、乐观锁(Optimistic Locking) 

        乐观锁则持相对乐观的态度,假设并发操作冲突的可能性较小,因此不会主动加锁,而是进行数据版本检查来决定是否提交操作。主要特点包括: 

1、版本控制:乐观锁一般通过版本号或时间戳等机制来实现。在数据读取时,获取当前版本号,在数据更新时,检查版本号是否与之前读取时的一致。如果一致,表示没有其他并发操作修改过数据,可以提交;否则,操作失败,通常需要重试。 

2、 适用场景:适用于读操作多、写操作少的场景,如一些阅读类应用、CMS系统等。因为这些场景下,冲突发生的概率较低,乐观锁可以提高系统的并发性。

3、优点

        (1)提高系统并发性能,因为不需要加锁阻塞其他线程。

        (2)减少死锁的风险,因为不使用显式锁定。

4、缺点

        (1)在并发冲突频繁的场景下,可能会导致大量重试操作,影响性能。

        (2)需要开发人员显式管理版本控制机制,增加开发复杂度。

5、代码示例: 

 实体类

import javax.persistence.Entity;

import javax.persistence.GeneratedValue;

import javax.persistence.GenerationType;

import javax.persistence.Id;

import javax.persistence.Version;

@Entity

public class Product {

@Id

@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)

private Long id;

private String name;

private int quantity;

@Version

private int version;

// getters and setters 省略

}

 Repository接口:

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface ProductRepository extends JpaRepository<Product, Long> {

}

服务类: 

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.stereotype.Service;

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service

public class ProductService {

@Autowired

private ProductRepository productRepository;

@Transactional

public void updateProduct(Long productId, int newQuantity) {

Product product = productRepository.findById(productId).orElseThrow(() -> new RuntimeException("产品没找到"));

product.setQuantity(newQuantity);

productRepository.save(product);

}

}

测试乐观锁: 

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.boot.CommandLineRunner;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component

public class OptimisticLockTestRunner implements CommandLineRunner {

@Autowired

private ProductService productService;

@Override

public void run(String... args) throws Exception {

Long productId = 1L;

// 模拟第一个事务

new Thread(() -> {

try {

productService.updateProduct(productId, 50);

System.out.println("线程1: 产品更新成功");

} catch (Exception e) {

System.out.println("线程1: " + e.getMessage());

}

}).start();

// 模拟第二个事务

new Thread(() -> {

try {

Thread.sleep(1000); // 保证第一个事务先执行

productService.updateProduct(productId, 100);

System.out.println("线程2: 产品更新成功");

} catch (Exception e) {

System.out.println("线程2: " + e.getMessage());

}

}).start();

}

}



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