java中的锁

java中的锁

CAS操作包括了三个操作数，分别是需要读取的内存位置（V）、进行比较的预期值（A）和拟写入的新值（B），操作逻辑是，如果内存位置V的值等于预期值A，则将该位置更新为新值B，否则不进行操作。另外，许多CAS操作都是自旋的，意思就是，如果操作不成功，就会一直重试，直到操作成功为止。

版本号机制的基本思路，是在数据中增加一个version字段用来表示该数据的版本号，每当数据被修改版本号就会加1。当某个线程查询数据的时候，会将该数据的版本号一起读取出来，之后在该线程需要更新该数据的时候，就将之前读取的版本号与当前版本号进行比较，如果一致，则执行操作，如果不一致，则放弃操作。

乐观锁与悲观锁相比，适用的场景受到了更多的限制，无论是CAS机制还是版本号机制。

比如，CAS机制只能保证单个变量操作的原子性，当涉及到多个变量的时候，CAS机制是无能为力的，而synchronized却可以通过对整个代码块进行加锁处理；再比如，版本号机制如果在查询数据的时候是针对表1，而更新数据的时候是针对表2，也很难通过简单的版本号来实现乐观锁。

乐观锁本身是不加锁的，只有在更新的时候才会去判断数据是否被其他线程更新了，比如AtomicInteger便是一个例子。但是有时候乐观锁可能会与加锁操作合作，比如MySQL在执行更新数据操作的时候会加上排他锁。因此可以理解为乐观锁本身是不加锁的，只有在更新数据的时候才有可能会加锁。

CAS的缺点主要有ABA问题、高竞争下的开销问题和本身的功能限制。

所谓的ABA问题，指的就是一个线程在操作数据的时候，有别的线程对数据进行了一系列操作，但是在该线程重新读取该数据的时候，被修改过的数据却和该线程一开始读取的数据一致，该线程不会知道该数据已经被修改过了，然后CAS操作就被判断是成功了。

ABA问题在一些场景下可能不会造成什么危害，但是在某些场景中却可能会造成隐患。比如CAS操作的是栈顶的数据，栈顶的数据虽然经过两次（或多次）变化后又恢复了原值，但是栈却可能是发生了变化，栈中数据的变化就可能会引发一些问题。

对于ABA问题，比较有效的方案是引入版本号。只要内存中的值发生变化，版本号就加1，在进行CAS操作的时候不仅比较内存中的值，也比较版本号，只有当二者都没有变化的时候，CAS操作才能执行成功。Java中的AtomicStampedReference类便是适用版本号来解决ABA问题的。

作者：一角钱技术
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来源：简书
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