悲观锁
悲观锁更新的方式认为:在更新数据的时候大概率会有其他线程去争夺共享资源
所以悲观锁的做法是:第一个获取资源的线程会将资源锁定起来,其他没争夺到资源的线程只能进入阻塞队列,等第一个获取资源的线程释放锁之后,这些线程才能有机会重新争夺资源。
乐观锁
乐观锁更新方式认为:在更新数据的时候其他线程争抢这个共享变量的概率非常小,所以更新数据的时候不会对共享数据加锁。
但是在正式更新数据之前会检查数据是否被其他线程改变过,如果未被其他线程改变过就将共享变量更新成最新值,如果发现共享变量已经被其他线程更新过了,就重试,直到成功为止。
CAS机制就是乐观锁的典型实现。
CAS
CAS,是Compare and Swap的简称,在这个机制中有三个核心的参数:
- 主内存中存放的共享变量的值:V(一般情况下这个V是内存的地址值,通过这个地址可以获得内存中的值)
- 工作内存中共享变量的副本值,也叫预期值:A
- 需要将共享变量更新到的最新值:B
CAS优点
- 可以保证变量操作的原子性;
- 并发量不是很高的情况下,使用CAS机制比使用锁机制效率更高;
- 在线程对共享资源占用时间较短的情况下,使用CAS机制效率也会较高。
CAS缺点
ABA问题
ABA问题:CAS在操作的时候会检查变量的值是否被更改过,如果没有则更新值,但是带来一个问题,最开始的值是A,接着变成B,最后又变成了A。经过检查这个值确实没有修改过,因为最后的值还是A,但是实际上这个值确实已经被修改过了。为了解决这个问题,在每次进行操作的时候加上一个版本号,每次操作的就是两个值,一个版本号和某个值,A——>B——>A问题就变成了1A——>2B——>3A。在jdk中提供了AtomicStampedReference类解决ABA问题,用Pair这个内部类实现,包含两个属性,分别代表版本号和引用,在compareAndSet中先对当前引用进行检查,再对版本号标志进行检查,只有全部相等才更新值。
可能会消耗较高的CPU
看起来CAS比锁的效率高,从阻塞机制变成了非阻塞机制,减少了线程之间等待的时间。每个方法不能绝对的比另一个好,在线程之间竞争程度大的时候,如果使用CAS,每次都有很多的线程在竞争,也就是说CAS机制不能更新成功。这种情况下CAS机制会一直重试,这样就会比较耗费CPU。因此可以看出,如果线程之间竞争程度小,使用CAS是一个很好的选择;但是如果竞争很大,使用锁可能是个更好的选择。在并发量非常高的环境中,如果仍然想通过原子类来更新的话,可以使用AtomicLong的替代类:LongAdder。
不能保证代码块的原子性
Java中的CAS机制只能保证共享变量操作的原子性,而不能保证代码块的原子性。