java 多线程中的锁分类多种多样，其中有一种次要的分类形式就是乐观和乐观进行划分的。这篇文章次要介绍如何本人手写一个乐观锁代码。不过文章为了保障完整性，会从根底开始介绍。
一、乐观锁概念
说是写乐观锁的概念，然而通常乐观锁和乐观锁的概念都要一块写。比照着来才更有意义。
1、乐观锁概念
乐观锁：总是假如最坏的状况，每次去拿数据的时候都认为他人会批改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样他人想拿这个数据就会阻塞，直到它拿到锁。
比方 synchronized 就是一个 乐观锁 ，当一个办法应用了 synchronized 润饰时，其余的线程想要拿到这个办法就须要 等到别的线程开释。
数据库外面也用到了这种乐观锁的机制。比方行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。这样其余的线程就不能同步操作，必须要等到他开释才能够。
2、乐观锁概念
乐观锁：总是假如最好的状况，每次去拿数据的时候都认为他人不会批改，所以不会上锁，只在更新的时候会判断一下 在此期间 他人有没有去更新这个数据。
留神
“在此期间”的含意是拿到数据到更新数据的这段时间。因为没有加锁，所以别的线程可能会更改。还有一点那就是乐观锁其实是不加锁的。
理解了概念之后，再看个例子：java 中的 Atomic 包下的类就是应用了乐观锁机制。咱们挑出来一个看看官网是如何实现的，而后依照这样的实现机制咱们本人就能够实现。
3、乐观锁实现案例
java 并发机制中次要有三个个性须要咱们去思考，原子性、可见性和有序性。AtomicInteger 的作用就是为了保障原子性。就是用这个演示：
public class Test {
// 一个变量 a
private static volatile int a = 0;
public static void main(String[] args) {Test test = new Test();
Thread[] threads = new Thread[5];
// 定义 5 个线程，每个线程加 10
for (int i = 0; i < 5; i++) {threads[i] = new Thread(() -> {
try {for (int j = 0; j < 10; j++) {System.out.println(a++);
Thread.sleep(500);
}
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}
});
threads[i].start();}
}
}这个例子很简略：咱们定义了一个 变量 a，初始值是 0 ，而后应用 5 个线程去减少， 每个线程减少 10，按情理来说 5 个线程一共减少了 50，运行一下不到 50，起因就在于外面那个加一操作：a++;
对于 a ++ 的操作，其实能够合成为 3 个步骤。
**（1）从主存中读取 a 的值 **
**（2）对 a 进行加 1 操作 **
**（3）把 a 从新刷新到主存 **
线程 1 把 a 进行了加 1 操作 ，然而还 没来得及重刷入到主存 ， 线程 2 就读取了 ，此时线程 2 读取的必定是 没来及刷入内存的旧值。这才造成了谬误。解决办法就能够应用AtomicInteger：
public class Test3 {
// 应用 AtomicInteger 定义 a
static AtomicInteger a = new AtomicInteger();
public static void main(String[] args) {Test3 test = new Test3();
Thread[] threads = new Thread[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {threads[i] = new Thread(() -> {
try {for (int j = 0; j < 10; j++) {
// 应用 getAndIncrement 函数进行自增操作
System.out.println(a.incrementAndGet());
Thread.sleep(500);
}
} catch (Exception e) {e.printStackTrace();
}
});
threads[i].start();}
}
}当初咱们应用 AtomicInteger 定义 a，而后应用 incrementAndGet 进行自增操作，最初的后果就总是 50 了。咱们来剖析一下：
4、乐观锁案例剖析
想要找进去答案咱们还要从 AtomicInteger 的 incrementAndGet 办法说起。因为这个办法实现了锁一样的性能。这里应用的是 jdk1.8 的版本，不同的版本会有出入。
/**
* Atomically increments by one the current value.
* @return the updated value
*/
public final int incrementAndGet() {return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}这里咱们能够看到自增操作次要是应用了 unsafe 的getAndAddInt办法。因为不是专门介绍 AtomicInteger，所以不会对源码进行具体的剖析。
- Unsafe：Unsafe 是位于 sun.misc 包下的一个类，Unsafe 类使 Java 语言领有了相似 C 语言指针一样操作内存空间的能力。也就是说咱们间接操作了内存空间进行了加 1 操作。
- unsafe.getAndAddInt：其外部又调用了 Unsafe.compareAndSwapInt 办法。这个机制叫做 CAS 机制，
CAS 即比拟并替换，实现并发算法时罕用到的一种技术。CAS 操作蕴含三个操作数——内存地位、预期原值及新值。执行 CAS 操作的时候，将内存地位的值与预期原值比拟，如果相匹配，那么处理器会主动将该地位值更新为新值，否则，处理器不做任何操作。
咱们应用一个例子来解释置信你会更加的分明。
意思是，你老爸想让你娶张三，等到真正结婚的那天，如果你老爸料想的新娘子 (张三) 和你实在获得新娘子一样，就给你办婚礼，否则不办婚礼。
然而这样的 CAS 机制会带来一个比拟常见的问题。那就是 ABA 问题，你在桌子上放了 100 元，回来还是 100，然而在你走的那段时间，他人曾经拿走了 100 块，起初又还回来了。这就是 ABA 问题。
ABA 问题看似没问题，其实在金融行业会造成隐患，你会容忍他人拿走你的 100 万再还回来，而你却毫不知情嘛？
解决 ABA 问题的思路就是给数据加上版本号。
5、乐观锁思维
OK，下面说了这么多，其实就是想说一句话那就是乐观锁能够由 CAS 机制 + 版本机制来实现。
- CAS 机制：当多个线程尝试应用 CAS 同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败。CAS 无效地阐明了“我认为地位 V 应该蕴含值 A；如果蕴含该值，则将 B 放到这个地位；否则，不要更改该地位，只通知我这个地位当初的值即可“。
- 版本机制：CAS 机制保障了在更新数据的时候没有被批改为其余数据的同步机制，版本机制就保障了没有被批改过的同步机制（意思是下面的 ABA 问题）。
基于这个思维咱们就能够实现一个乐观锁。上面咱们写一下代码。这个代码在我本人电脑上亲测通过。
二、实现一个乐观锁
第一步：定义咱们要操作的数据
public class Data {
// 数据版本号
static int version = 1;
// 实在数据
static String data = "java 的架构师技术栈";
public static int getVersion(){return version;}
public static void updateVersion(){version = version + 1;}
}第二步：定义一个乐观锁
public class OptimThread extends Thread {
public int version;
public String data;
// 构造方法和 getter、setter 办法
public void run() {
// 1. 读数据
String text = Data.data;
println("线程"+ getName() + "，取得的数据版本号为：" + Data.getVersion());
println("线程"+ getName() + "，预期的数据版本号为：" + getVersion());
System.out.println("线程"+ getName()+"读数据实现 =========data =" + text);
// 2. 写数据：预期的版本号和数据版本号统一，那就更新
if(Data.getVersion() == getVersion()){println("线程" + getName() + "，版本号为：" + version + "，正在操作数据");
synchronized(OptimThread.class){if(Data.getVersion() == this.version){
Data.data = this.data;
Data.updateVersion();
System.out.println("线程" + getName() + "写数据实现 =========data =" + this.data);
return ;
}
}
}else{
// 3. 版本号不正确的线程，须要从新读取，从新执行
println("线程"+ getName() + "，取得的数据版本号为：" + Data.getVersion());
println("线程"+ getName() + "，预期的版本号为：" + getVersion());
System.err.println("线程"+ getName() + "，须要从新执行。==============");
}
}
}第三步：测试
public class Test {public static void main(String[] args) {for (int i = 1; i <= 2; i++) {new OptimThread(String.valueOf(i), 1, "fdd").start();}
}
}定义了两个线程，而后进行读写操作
第四步：输入后果
这个后果能够看到在读数据的时候只有发现没有变动即可，然而更新数据的时候要判断以后的版本号和预期的版本号是否统一，如果统一那就更新，如果不统一，那就阐明更新失败。
OK，明天的文章先写到这。如果问题还请批评指正。