五分钟学会悲观乐观锁-java vs mysql vs redis三种实现
1 悲观锁乐观锁简介
乐观锁( Optimistic Locking ) 相对悲观锁而言,乐观锁假设认为数据一般情况下不会造成冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据的冲突与否进行检测,如果发现冲突了,则让返回用户错误的信息,让用户决定如何去做。
悲观锁,正如其名,它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务,以及来自外部系统的事务处理)修改持保守态度,因此,在整个数据处理过程中,将数据处于锁定状态。(百科)
最形象的悲观锁 vs 乐观锁
2.悲观锁乐观锁使用场景
两种锁各有优缺点,不能单纯的定义哪个好于哪个。乐观锁比较适合数据修改比较少,读取比较频繁的场景,即使出现了少量的冲突,这样也省去了大量的锁的开销,故而提高了系统的吞吐量。但是如果经常发生冲突(写数据比较多的情况下),上层应用不不断的retry,这样反而降低了性能,对于这种情况使用悲观锁就更合适。
3.Java中悲观乐观锁实现
乐观锁:java中的乐观锁基本都是通过CAS操作实现的,CAS是一种更新的原子操作,比较当前值跟传入值是否一样,一样则更新,否则失败。以 java.util.concurrent 中的 AtomicInteger 为例,该类中原子操作保证了线程访问的准确性。
getAndIncrement():获取数据
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class JavaAtomic {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
ProcessingThread pt = new ProcessingThread();
Thread t1 = new Thread(pt, "t1");
t1.start();
Thread t2 = new Thread(pt, "t2");
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println("Processing count=" + pt.getCount());
}
}
class ProcessingThread implements Runnable {
private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
@Override
public void run() {
for (int i = ; i < ; i++) {
processSomething(i);
count.incrementAndGet();
}
}
public int getCount() {
return this.count.get();
}
private void processSomething(int i) {
// processing some job
try {
Thread.sleep(i * );
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
compareAndSet(int expect, int update): 更新数据
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(100); boolean isSuccess = atomicInteger.compareAndSet(100,110); //current value 100 System.out.println(isSuccess); //true isSuccess = atomicInteger.compareAndSet(100,120); //current value 110 System.out.println(isSuccess); //false }
}
利用JNI(Java Native Interface)来完成CPU指令的操作,访问寄存器内存数据进行数据访问和设置
悲观锁:java中的悲观锁就是Synchronized,如单例模式所示
public class SingletonDemo {
private static SingletonDemo instance = null; private SingletonDemo() { } public static synchronized SingletonDemo getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo ();
}
return instance;
}
}
乐观锁+悲观锁:AQS框架下的锁则是先尝试cas乐观锁去获取锁,获取不到,才会转换为悲观锁,如RetreenLock【http://ifeve.com/reentrantlock-and-fairness/】
public class ReentrantLockTest {
private static Lock fairLock = new ReentrantLock(true);
private static Lock unfairLock = new ReentrantLock();
@Test
public void fair() {
System.out.println("fair version");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(new Job(fairLock));
thread.setName("" + i);
thread.start();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
public void unfair() {
System.out.println("unfair version");
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(new Job(unfairLock));
thread.setName("" + i);
thread.start();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static class Job implements Runnable {
private Lock lock;
public Job(Lock lock) {
this.lock = lock;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
lock.lock();
try {
System.out.println("Lock by:"
+ Thread.currentThread().getName());
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
}
}
4 数据库悲观锁乐观锁的实现(以mysql为例)
悲观锁,使用事务实现
//0.开始事务
begin;/begin work;/start transaction; (三者选一就可以)
//1.查询出商品信息
select status from t_goods where id=1 for update;
//2.根据商品信息生成订单
insert into t_orders (id,goods_id) values (null,1);
//3.修改商品status为2
update t_goods set status=2;
//4.提交事务
commit;/commit work;
乐观锁
1.使用数据版本(Version)记录机制实现
2.乐观锁定的第二种实现方式和第一种差不多,同样是在需要乐观锁控制的table中增加一个字段,名称无所谓,字段类型使用时间戳(timestamp), 和上面的version类似
5 nosql 悲观锁乐观锁的实现(以redis为例)
乐观锁使用watch
悲观锁使用事务
> MULTI
OK
> INCR foo
QUEUED
> INCR bar
QUEUED
> EXEC
1) (integer) 1
2) (integer) 1
6 总结
乐观锁机制采取了更加宽松的加锁机制。悲观锁大多数情况下依靠数据库的锁机制实现,以保证操作最大程度的独占性。但随之而来的就是数据库 性能的大量开销,特别是对长事务而言,这样的开销往往无法承受。相对悲观锁而言,乐观锁更倾向于开发运用。【百科】
参考资料
【1】https://chenzhou123520.iteye.com/blog/1860954
【2】https://chenzhou123520.iteye.com/blog/1863407
【3】https://blog.csdn.net/skycnlr/article/details/85689582
【4】https://www.journaldev.com/1095/atomicinteger-java
【5】https://howtodoinjava.com/java/multi-threading/atomicinteger-example/
【6】https://developpaper.com/transaction-mechanism-and-optimistic-lock-implementation-in-redis/
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