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乐观锁和悲观锁

敢敢雷
2020-05-15 / 0 评论 / 0 点赞 / 799 阅读 / 1,414 字
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Mybatis缓存

一级缓存针对每个SqlSession的。
一级缓存的Key是由hashCode + SQLID + SQL语句组成
即MappedStatement的id,查找的具体SQL
一级缓存的Value是映射出来的Java对象
在增删改是,会清空一级缓存。

乐观锁和悲观锁

悲观锁

总是假设最坏的情况,每次去拿数据的社会都认为别人会修改,所以每次拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(共享资源每次只给一个线程使用,其他线程阻塞,用完后再把资源转让给其他线程)。传统的关系型数据库里面 就用到了这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁、写锁等,这些都是再做操作先上锁。Java中的 SynchronizeReentrantLock 等独占锁就是悲观锁思想的实现。

乐观锁

总是假设最好的情况,每次去拿数据的时候都被认为别人不会修改,所以不会上锁,但是每次更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号和CAS算法实现。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量 , 像数据库提供的类似于write_condition机制,其实都是提供的乐观锁,再Java中,原子包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

两种锁的使用场景

乐观锁适用于写比较少的情况下(多读场景),即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果再多写的情况,一般会经常产生冲突,这就会导致上层应用会不断的进行Retry,这样反倒降低了性能,所以一般多写的场景下用悲观锁比较合适

乐观锁的常见的两种实现方式

乐观锁一般会使用版本号机制或CAS算法实现

版本号机制

一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,再读取数据同时也会读取version值。在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

CAS算法

compare and swap 比较并替换,是一种无锁算法。无锁编程,不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步。

CAS涉及到三个操作数

  • 需要读写的内存值V
  • 进行比较的值A
  • 拟写入的新值B

当且仅当V的值等于A时,CAS通过原子方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作(比较和替换是一个原子操作)。一般情况下时一个 自旋操作不断的重试

CAS中的问题

ABA问题

如果一个变量V初次读取的值是A,并且再准备赋值的时候检查到它仍然是A,但是我们无法确定它的值没有被其他线程修改过。因为在这段时间它的值可能呗改为其他值,然后又改回A,那CAS操作就会误认为它从来没有修改过,这就是ABA问题。
在JDK1.5以后,AtomicStampedReference类 就提供了此种能力,其中的 compareAndSet 方法就是首先检查当前引用是否等于预期应用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子的方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。

循环开销大

自选CAS如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销

只能保证一个变量的原子操作

CAS只对单个共享变量有效,当操作涉及跨多个共享变量时CAS无效,但从JDK1.5开始,提供了 AtomicReference类 来保证引用对象之间的原子性,可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作,所以可以利用锁或者利用 AtomicReference类 把多个变量合并成一个共享变量来操作。

CAS和Synchronize的使用场景

CAS适用于写少读多的场景
Synchronized适用于写多的场景
  1. 对于资源竞争较小的情况,使用Synchronize同步锁进行线程阻塞和唤醒切换以及用户态内核态间的切换操作额外Cpu资源;而CAS基于硬件实现,不需要进入内核,不需要切换线程,操作自旋几率减少,因此可以获得较高的性能。
  2. 对于资源竞争严重的情况,CAS自旋的概率会比较大,从而浪费更多的Cpu资源,效率低于Synchronize。
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