一文秒懂Java中的樂觀鎖 VS 悲觀鎖
樂觀鎖 VS 悲觀鎖
悲觀鎖：總是假設(shè)最壞的情況，每次取數(shù)據(jù)時都認(rèn)為其他線程會修改，所以都會加鎖（讀鎖、寫鎖、行鎖等），當(dāng)其他線程想要訪問數(shù)據(jù)時，都需要阻塞掛起。
樂觀鎖：總是認(rèn)為不會產(chǎn)生并發(fā)問題，每次去取數(shù)據(jù)的時候總認(rèn)為不會有其他線程對數(shù)據(jù)進行修改，因此不會上鎖，但是在更新時會判斷其他線程在這之前有沒有對數(shù)據(jù)進行修改。
樂觀鎖在Java中通過使用無鎖來實現(xiàn)，常用的是CAS，Java中原子類的遞增就是通過CAS自旋實現(xiàn)。
CAS
CAS全稱 Compare And Swap（比較與交換），是一種無鎖算法。在不使用鎖（沒有線程被阻塞）的情況下實現(xiàn)多線程之間的變量同步。java.util.concurrent包中的原子類就是通過CAS來實現(xiàn)了樂觀鎖。
一個 CAS 涉及到以下操作：
我們假設(shè)內(nèi)存中的原數(shù)據(jù)V，舊的預(yù)期值A(chǔ)，需要修改的新值B，
- 比較 A 與 V 是否相等。（比較）
- 如果比較相等，將 B 寫入 V。（交換）
- 返回操作是否成功。
CAS的底層原理
- 調(diào)用 Unsafe 類中的 CAS 方法，JVM 會幫我們實現(xiàn)出 CAS 匯編指令
- 這是一種完全依賴于硬件的功能，通過它實現(xiàn)原子操作
- 原語的執(zhí)行必須是連續(xù)的，在執(zhí)行過程中不允許被中斷，CAS 是 CUP 的一條原子指令
CAS的三大問題
- 如果 CAS 長時間一直不成功，會給 CPU 帶來很大的開銷，在Java的實現(xiàn)中是一只通過while循環(huán)自旋CAS獲取鎖。
- 只能保證一個共享變量的原子操作
- 引出了 ABA 問題
ABA問題
CAS需要在操作值的時候檢查內(nèi)存值是否發(fā)生變化，沒有發(fā)生變化才會更新內(nèi)存值。但是如果內(nèi)存值原來是A，后來變成了B，然后又變成了A，那么CAS進行檢查時會發(fā)現(xiàn)值沒有發(fā)生變化，但是實際上是有變化的。
如何解決ABA問題
加入版本信息，例如攜帶 AtomicStampedReference 之類的時間戳作為版本信息，保證不會出現(xiàn)老的值。
UnSafe
Unsafe類是在sun.misc包下，不屬于Java標(biāo)準(zhǔn)。但是很多Java的基礎(chǔ)類庫，包括一些被廣泛使用的高性能開發(fā)庫都是基于Unsafe類開發(fā)的，比如Netty、Cassandra、Hadoop、Kafka等。Unsafe類在提升Java運行效率，增強Java語言底層操作能力方面起了很大的作用。
使用Unsafe可用來直接訪問系統(tǒng)內(nèi)存資源并進行自主管理，Unsafe類在提升Java運行效率，增強Java語言底層操作能力方面起了很大的作用。
Unsafe可認(rèn)為是Java中留下的后門，提供了一些低層次操作，如直接內(nèi)存訪問、線程調(diào)度等。
這個類的提供了一些繞開JVM的更底層功能，基于它的實現(xiàn)可以提高效率。但是，它是一把雙刃劍：正如它的名字所預(yù)示的那樣，它是Unsafe的，它所分配的內(nèi)存需要手動free（不被GC回收）。如果對Unsafe類理解的不夠透徹，就進行使用的話，就等于給自己挖了無形之坑，最為致命。
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