解释Java中的乐观锁与悲观锁的实现原理

在Java中，乐观锁和悲观锁是用来解决并发问题的两种不同策略。它们帮助我们管理多个线程或进程同时访问共享资源时的冲突，尤其是在数据库操作中。为了让你更容易理解，我们可以把它们想象成两种不同的“排队策略”。

悲观锁（Pessimistic Lock）

原理：
悲观锁就像是一个古老的排队策略，假设每次访问资源都会发生冲突。因此，它在每次访问资源之前，都会确保“锁住”资源，让其他访问者必须等待当前访问者完成后才能继续。这种策略确保了数据的完整性，但可能会降低系统的并发性能。

实现方式：

• 数据库锁机制：在数据库层面，可以通过SELECT ... FOR UPDATE语句来实现悲观锁。当一个事务正在修改某个数据行时，其他事务必须等待，直到该事务完成。
• Java同步机制：在Java中，可以使用synchronized关键字或ReentrantLock来实现悲观锁。这确保了某个线程在访问共享资源时，其他线程必须等待。

适用场景：

• 悲观锁适用于冲突频繁、并发量小的场景，因为它确保了数据的一致性，但会导致较高的等待时间。

乐观锁（Optimistic Lock）

原理：
乐观锁就像是一个现代化的排队策略，假设大多数访问不会发生冲突。因此，它允许多个访问者同时读取数据，并在提交修改时检查是否有冲突。如果发现冲突（例如，数据在读取后被其他访问者修改过），则会重试或放弃操作。

实现方式：

• 版本号机制：在数据库中，通常使用一个版本号或时间戳字段来实现乐观锁。每次更新数据时，检查当前版本号是否与读取时的一致，如果一致则更新，同时增加版本号；如果不一致，则说明有冲突，操作会被拒绝或重试。
• Java中的实现：在Java应用中，可以手动管理版本号或使用Hibernate/JPA的内置支持来实现乐观锁。

适用场景：

• 乐观锁适用于冲突较少、并发量大的场景，因为它允许更高的并发访问，只有在真正发生冲突时才会处理冲突。

总结

• 悲观锁：假设冲突会频繁发生，通过锁住资源来防止冲突，适合高冲突场景，但可能导致较高的等待时间。
• 乐观锁：假设冲突很少发生，允许并发访问，通过版本号等机制在提交时检查冲突，适合低冲突场景，能提高并发性能。

选择使用哪种锁取决于你的应用场景和对性能与一致性的要求。