Automannn的学习园地

# 锁

  • 并发的安全性及可用性，必须通过一种机制来得到保证
  • 锁机制，正是这样一种解决方案

# 悲观锁

  • 常规意义上的锁，都是悲观锁
  • 为了避免数据备同时修改，对一条数据进行修改前进行上锁，知道自己修改完,提交事务，才释放锁

# 乐观锁

  • 相对悲观锁而言，不加锁，只是在进行提交更新的时候进行冲突检测
  • 没有冲突，则正常更新数据，有冲突则由程序决定是否回滚等操作
  • 高并发时，乐观锁会导致大量的失败，关注用户体验时,适合并发冲突（请求同时修改共享数据）比较少时使用，但可以通过服务降级等手段进行处理

# 应用级锁

# synchronized锁

  • 是一种悲观锁

  • 同一时刻，只有一个线程在执行当前代码;

  • 本质上是在并行线程串行化;

# CAS锁

  • 是一种乐观锁

  • 体现在java的多个Automic类中，如AutomicInteger

  • 由于CAS是CPU的原子指令，不会造成所谓的数据不一致问题;

  • 通过自旋锁，实现锁的占用，即采用循环的方式去尝试获取锁，而不是线程阻塞，不会带来上下文切换，上下文切换是开销较大的一种操作

  • CAS是整个java.util.concurrent的基石，JUC中大量使用了CAS

# Lock锁

区别 synchronized Lock
存在层次 java关键字，jvm层面 接口
锁的释放 执行完同步代码，自动释放;
线程异常，自动释放		 必须在finally中释放锁，即必须手动释放锁
是否可中断 只能等待锁的释放，不能响应中断 可以用interrupt来中断等待
锁类型 可重入、不可中断、非公平 可重入、可中断、可公平
性能 适合少量并发同步 适合大量并发的同步,大并发时，Lock性能远远高于synchronized
锁性质 悲观锁 乐观锁
线程调度 对象本身的wati,notify,notifyAll调度机制 使用Condition进行线程调度
优点 语义清晰 灵活、可实现一些synchronized的特性，如 中断、公平锁、读写分离等

# 缺点

  • 如果自旋长时间不成功，可能造成CPU开销大问题，可通过限制自旋次数解决
  • ABA(中间经过变化后，又变回原值)问题，可通过添加版本号，或者时间戳解决
  • 只能保证一个共享变量原子操作，而不能保证代码块，可通过synchronized协助或者通过通过AtomicReference包装多个变量

# 分布式应用锁

# 中间件分布式锁

# redis锁

  • 主要依赖redis的setnx以及expire这两个函数，setnx用于锁占位，expire用于超时，避免死锁;
  • 应用程序层面，通过调用该api实现:boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "lock", 30, TimeUnit.SECONDS),如果获取不到值，还可以进行自旋;

# 数据库排他锁

  • 通过切面+数据库的方式，执行前插入进程数据,插入成功则视为获取到了锁;
  • 执行完毕后，需要删除数据，视为释放锁;

# 框架分布式锁-curator

  • curator是apache顶级开源项目
  • curator与zk的关系，就像guava与java的关系

# 使用zookeeper作为中间件锁

  • 为某个方法加锁是，在zk上，为该方法生成一个唯一的临时有序节点
  • 通过InterProcessMutex代表分布式锁，所有的操作基于它完成

# 数据库锁

# 悲观锁

  • 通过数据库本身的锁机制实现的排他锁;

  • 通过for update可实现悲观锁，是一个行级悲观锁，如select quantity from items where id=1 for update,需要结合事务操作，有产生死锁的可能性;

  • MySQL InnoDB默认行级锁。行级锁都是基于索引的，如果一条SQL语句用不到索引是不会使用行级锁的，会使用表级锁把整张表锁住

# 乐观锁

  • 通过version字段进行控制

# 补充

  • 随着互联网三高(高并发，高性能，高可用)架构，悲观锁已经越来越少被使用到生产环境中，尤其是并发量比较大的业务场景;
  • 事务和锁不是一个概念
  • 脏写是数据不能接受的，而只要有事务，便能解决这个问题;
  • mysql InnoDB引擎默认的修改数据语句，update,delete,insert都会自动给涉及到的数据加上排他锁，select语句默认不会加任何锁类型，如果加排他锁可以使用select ...for update语句，加共享锁可以使用select ... lock in share mode语句

# 共享锁与排他锁

# 共享锁

  • 又称为读锁，多个事务都可以共享数据，但是只能读，不能修改;
  • 查询时，默认是不加锁的
  • 有读锁的情况下，不能再加写锁;

# 排他锁

  • 又称为写锁，其它事务不能再进行加锁
  • 事务本身可以进行读取和修改操作;

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