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。