java 鎖機(jī)制

wfc_666 發(fā)布于2019-08-16 17:47 / 942人閱讀

摘要：在包中已經(jīng)包含了讀寫鎖樂觀鎖總是認(rèn)為不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)問題，每次去取數(shù)據(jù)的時(shí)候總認(rèn)為不會(huì)有其他線程對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，因此不會(huì)上鎖，但是在更新時(shí)會(huì)判斷其他線程在這之前有沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，一般會(huì)使用版本號(hào)機(jī)制或操作實(shí)現(xiàn)。

重入鎖

鎖作為并發(fā)共享數(shù)據(jù)，保證一致性的工具，在JAVA平臺(tái)有多種實(shí)現(xiàn)(如 synchronized（重量級(jí)）和 ReentrantLock(輕量級(jí))等等 ) 。這些已經(jīng)寫好提供的鎖為我們開發(fā)提供了便利。
重入鎖，也叫做遞歸鎖，指的是同一線程外層函數(shù)獲得鎖之后，內(nèi)層遞歸函數(shù)仍然有獲取該鎖的代碼，但不受影響。
在JAVA環(huán)境下 ReentrantLock 和synchronized 都是可重入鎖

讀寫鎖

相比Java中的鎖(Locks in Java)里L(fēng)ock實(shí)現(xiàn)，讀寫鎖更復(fù)雜一些。假設(shè)你的程序中涉及到對一些共享資源的讀和寫操作，且寫操作沒有讀操作那么頻繁。在沒有寫操作的時(shí)候，兩個(gè)線程同時(shí)讀一個(gè)資源沒有任何問題，所以應(yīng)該允許多個(gè)線程能在同時(shí)讀取共享資源。但是如果有一個(gè)線程想去寫這些共享資源，就不應(yīng)該再有其它線程對該資源進(jìn)行讀或?qū)懀ㄗg者注：也就是說：讀-讀能共存，讀-寫不能共存，寫-寫不能共存）。這就需要一個(gè)讀/寫鎖來解決這個(gè)問題。Java5在java.util.concurrent包中已經(jīng)包含了讀寫鎖（ReentrantReadWriteLock）

樂觀鎖

總是認(rèn)為不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)問題，每次去取數(shù)據(jù)的時(shí)候總認(rèn)為不會(huì)有其他線程對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，因此不會(huì)上鎖，但是在更新時(shí)會(huì)判斷其他線程在這之前有沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，一般會(huì)使用版本號(hào)機(jī)制或CAS操作實(shí)現(xiàn)。

version方式：一般是在數(shù)據(jù)表中加上一個(gè)數(shù)據(jù)版本號(hào)version字段，表示數(shù)據(jù)被修改的次數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)被修改時(shí)，version值會(huì)加一。當(dāng)線程A要更新數(shù)據(jù)值時(shí)，在讀取數(shù)據(jù)的同時(shí)也會(huì)讀取version值，在提交更新時(shí)，若剛才讀取到的version值為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的version值相等時(shí)才更新，否則重試更新操作，直到更新成功。
核心SQL語句
update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};

CAS操作方式：即compare and swap 或者 compare and set，涉及到三個(gè)操作數(shù)，數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存值，預(yù)期值，新值。當(dāng)需要更新時(shí)，判斷當(dāng)前內(nèi)存值與之前取到的值是否相等，若相等，則用新值更新，若失敗則重試，一般情況下是一個(gè)自旋操作，即不斷的重試。

悲觀鎖

總是假設(shè)最壞的情況，每次取數(shù)據(jù)時(shí)都認(rèn)為其他線程會(huì)修改，所以都會(huì)加鎖（讀鎖、寫鎖、行鎖等），當(dāng)其他線程想要訪問數(shù)據(jù)時(shí)，都需要阻塞掛起。可以依靠數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)，如行鎖、讀鎖和寫鎖等，都是在操作之前加鎖，在Java中，synchronized的思想也是悲觀鎖。

原子類

java.util.concurrent.atomic包：原子類的小工具包，支持在單個(gè)變量上解除鎖的線程安全編程
原子變量類相當(dāng)于一種泛化的 volatile 變量，能夠支持原子的和有條件的讀-改-寫操作。AtomicInteger 表示一個(gè)int類型的值，并提供了 get 和 set 方法，這些 Volatile 類型的int變量在讀取和寫入上有著相同的內(nèi)存語義。它還提供了一個(gè)原子的 compareAndSet 方法（如果該方法成功執(zhí)行，那么將實(shí)現(xiàn)與讀取/寫入一個(gè) volatile 變量相同的內(nèi)存效果），以及原子的添加、遞增和遞減等方法。AtomicInteger 表面上非常像一個(gè)擴(kuò)展的 Counter 類，但在發(fā)生競爭的情況下能提供更高的可伸縮性，因?yàn)樗苯永昧擞布Σl(fā)的支持。
CAS：Compare and Swap，即比較再交換。

jdk5增加了并發(fā)包java.util.concurrent.*,其下面的類使用CAS算法實(shí)現(xiàn)了區(qū)別于synchronouse同步鎖的一種樂觀鎖。JDK 5之前Java語言是靠synchronized關(guān)鍵字保證同步的，這是一種獨(dú)占鎖，也是是悲觀鎖。
常用：
AtomicBoolean
AtomicInteger
AtomicLong
AtomicReference

分布式鎖

如果想在不同的jvm中保證數(shù)據(jù)同步，使用分布式鎖技術(shù)。有數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)、緩存實(shí)現(xiàn)、Zookeeper分布式鎖