悲观锁
总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿
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，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线
程
）。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁
等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。
Java
中
synchronized
和
ReentrantLock
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认为别人不会修改，所以不会上
锁，但是在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
使用版本号机制和
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。在
Java
中
java.util.concurrent.atomic
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
从上面对两种锁的介绍，我们知道两种锁各有优缺点，不可认为一种好于另一
种，像
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，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的
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
倒是降低了性能，所以
一般多写的场景下用悲观锁就比较合适。
乐观锁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。
1.
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，在读取数
据的同时也会读取
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。
举一个简单的例子：
假设数据库中帐户信息表中有一个
version
字段，当前值
为
1
；而当前帐户余额字段（
balance
）为
$100
。
1.
操作员
A
此时将其读出（
version=1
），并从其帐户余额中扣除
$50
（
$100-$50
）。
2.
在操作员
A
操作的过程中，操作员
B
也读入此用户信息（
version=1
），并从其帐户余额中扣除
$20
（
$100-$20
）。
3.
操作员
A
完成了修改工作，将数据版本号加一（
version=2
），连同
帐户扣除后余额（
balance=$50
），提交至数据库更新，此时由于提
交数据版本大于数据库记录当前版本，数据被更新，数据库记录
version
更新为
2
。
4.
操作员
B
完成了操作，也将版本号加一（
version=2
）试图向数据库
提交数据（
balance=$80
），但此时比对数据库记录版本时发现，操
作员
B
提交的数据版本号为
2
，数据库记录当前版本也为
2
，不满
足
“
提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新
“
的乐观锁策略，
因此，操作员
B
的提交被驳回。
这样，就避免了操作员
B
用基于
version=1
的旧数据修改的结果覆盖操作员
A
的操作结果的可能
2. CAS
算法
即
compare and swap
（比较与交换）
，是一种有名的
无锁算法
。无锁编程，
即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（
Non-blocking
Synchronization
）。
CAS
算法
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）。一般情况下是一个
自旋操
作
，即
不断的重试
。
乐观锁的缺点
ABA
问题是乐观锁一个常见的问题
1 ABA
问题
如果一个变量
V
初次读取的时候是
A
值，并且在准备赋值的时候检查到它仍然
是
A
值，那我们就能说明它的值没有被其他线程修改过了吗？很明显是不能
的，因为在这段时间它的值可能被改为其他值，然后又改回
A
，那
CAS
操作就
会误认为它从来没有被修改过。这个问题被称为
CAS
操作的
"ABA"
问题。
JDK 1.5
以后的
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引用，并且当前标志是
否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该引用和该标志的值设置为
给定的更新值
2
循环时间长开销大
自旋
CAS
（也就是不成功就一直循环执行直到成功）如果长时间不成功，会给
CPU
带来非常大的执行开销。
如果
JVM
能支持处理器提供的
pause
指令那么
效率会有一定的提升，
pause
指令有两个作用，第一它可以延迟流水线执行指
令（
de-pipeline
）
,
使
CPU
不会消耗过多的执行资源，延迟的时间取决于具体
实现的版本，在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时
候因内存顺序冲突（
memory order violation
）而引起
CPU
流水线被清空
（
CPU pipeline flush
），从而提高
CPU
的执行效率。
3
只能保证一个共享变量的原子操作
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。但是
从
JDK 1.5
开始，提供了
AtomicReference
类
来保证引用对象之间的原子性，你
可以把多个变量放在一个对象里来进行
CAS
操作
.
所以我们可以使用锁或者利
用
AtomicReference
类
把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。
CAS 与 synchronized 的使用情景
简单的来说
CAS
适用于写比较少的情况下（多读场景，冲突一般较少），
synchronized
适用于写比较多的情况下（多写场景，冲突一般较多）