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Java乐观锁与悲观锁实现解析

时间:2026-02-26 15:12:33 467浏览 收藏

在Java多线程并发控制中,乐观锁与悲观锁代表两种截然不同但互补的策略:悲观锁假定冲突频繁,通过synchronized、ReentrantLock或数据库行锁全程加锁保障强一致性,适合写多场景;乐观锁则基于“无冲突”假设,借助版本号或CAS机制实现非阻塞更新,大幅减少线程等待,在读多写少场景下显著提升吞吐量与响应性能。理解二者原理、适用边界及典型实现(如AtomicInteger的CAS循环、UPDATE语句中的version校验),并结合业务特点权衡一致性与性能,是构建高可靠、高并发系统的底层关键——选对锁,往往比优化代码更直接地决定系统上限。

java怎么实现乐观锁和悲观锁 数据并发控制的两种锁机制解析

在Java中处理多线程环境下的数据并发控制时,乐观锁和悲观锁是两种常见的策略。它们适用于不同的业务场景,理解其原理和实现方式对提升系统性能和数据一致性至关重要。

悲观锁:假设冲突总会发生

悲观锁认为在并发操作中,数据被修改的可能性很高,因此在整个操作过程中都会锁定资源,防止其他线程访问。

在Java中,悲观锁的实现主要依赖于同步机制:

  • synchronized关键字:修饰方法或代码块,确保同一时刻只有一个线程可以执行该段代码。
  • ReentrantLock:显式锁,提供比synchronized更灵活的控制,如尝试获取锁、超时获取等。
  • 数据库层面的行锁:在使用JDBC或ORM框架(如MyBatis、Hibernate)时,通过SELECT ... FOR UPDATE语句对记录加锁,属于数据库悲观锁的应用。

示例代码(使用ReentrantLock):

private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void updateData() {
    lock.lock();
    try {
        // 操作共享资源
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

这种方式适合写操作频繁、冲突概率高的场景,但可能影响并发性能。

乐观锁:假设冲突很少发生

乐观锁认为大多数情况下不会发生冲突,因此不加锁。只有在更新数据时才检查是否被其他线程修改过,若已被修改则放弃或重试。

常见实现方式是基于版本号或CAS(Compare and Swap)机制:

  • 版本号机制:在数据表中增加一个version字段,每次更新时判断当前version是否与读取时一致,一致则更新并version+1,否则失败。
  • CAS操作:Java中的AtomicIntegerAtomicReference等类底层使用Unsafe提供的CAS指令实现无锁并发控制。
  • 数据库实现:UPDATE语句中加入version条件,例如:UPDATE table SET value=?, version=version+1 WHERE id=? AND version=?

示例代码(使用AtomicInteger):

private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

public void increment() {
    int oldValue, newValue;
    do {
        oldValue = counter.get();
        newValue = oldValue + 1;
    } while (!counter.compareAndSet(oldValue, newValue));
}

乐观锁适用于读多写少的场景,能有效提高吞吐量,但高并发写入时可能导致大量重试。

选择建议与注意事项

悲观锁适合临界区大、写操作频繁的场景,能保证强一致性;乐观锁适合冲突少、响应要求高的系统,减少线程阻塞。

  • 使用悲观锁要注意避免死锁,确保锁的粒度合理,及时释放锁。
  • 乐观锁需配合重试机制(如Spring的@Retryable),避免无限循环。
  • 在分布式环境下,可结合Redis或Zookeeper实现分布式锁,扩展悲观/乐观思想。

基本上就这些,根据实际业务权衡一致性与性能,选择合适的并发控制方式即可。

今天带大家了解了的相关知识,希望对你有所帮助;关于文章的技术知识我们会一点点深入介绍,欢迎大家关注golang学习网公众号,一起学习编程~

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