一. 什么是乐观锁和悲观锁? (基础问题)
乐观锁:假设并发冲突不频繁,线程在执行时不会立即获取锁,而在操作完成后检查冲突。例如,使用版本号或时间戳来检测数据是否被修改。
悲观锁:假设并发冲突频繁,线程在执行前获取锁,然后进入临界区操作。例如,使用synchronized关键字或ReentrantLock来保护临界区
因为同步锁(如java.util.concurrent.locks.ReentrantLock)在获取锁时会阻塞其他线程,预先假设并防止竞争,所以通常被归类为悲观锁。乐观锁则不会立即阻塞其他线程,而是在数据变化检查阶段才可能进行重试。
总之,悲观锁和乐观锁是两种不同的并发控制策略,每种策略都有其适用的场景和优缺点。
二. 乐观锁的实现方式有哪些? (常见问题)
列举一些常见的乐观锁实现方式,如版本号、时间戳等,并解释它们的原理。
常见的乐观锁实现方式包括:
- 版本号:每次修改数据时,都会增加一个版本号,在读取数据时同时读取版本号,比较版本号判断是否有其他线程修改。
- 时间戳:每次修改数据时,都会更新时间戳,在读取数据时同时读取时间戳,比较时间戳判断是否有其他线程修改。
三. 在什么情况下选择使用悲观锁?(分析问题)
给定一些场景描述,要求你分析何时悲观锁比较合适,以及为什么。
适用场景:
- 当并发冲突非常频繁,而成功的情况相对较少时,悲观锁可能更合适。例如,在高并发的数据库事务中,对关键数据的修改可能会频繁发生。
- 当需要对临界区进行复杂的操作或事务时,悲观锁可以更容易地确保数据的一致性和正确性。
优点:
- 较为简单,适用于较复杂的操作。
- 可以有效避免竞态条件和数据一致性问题。
缺点:
- 并发性较差,因为每个线程在进入临界区之前必须先获取锁,这可能导致其他线程被阻塞。
- 性能受限于锁的开销,可能导致系统资源浪费。
四. 在什么情况下选择使用乐观锁? (分析问题)
同样地,给出一些场景,让你解释在何种情况下乐观锁更合适,并阐述原因。
适用场景:
- 当并发冲突相对较少,读操作频繁,而写操作相对较少时,乐观锁可能更为适合。例如,缓存系统中的读取操作。
- 当操作在临界区内不是非常复杂时,乐观锁可以减少锁竞争的情况。
优点:
- 并发性较好,因为线程在进行操作时不会被阻塞,只有在提交时才会进行冲突检查。
- 减少了锁的使用,可以降低系统资源的占用。
缺点:
- 需要额外的机制来处理并发冲突,例如版本号、时间戳等。
- 冲突检查和重试可能会引入额外的开销。
- 在并发冲突频繁的情况下,重试次数可能增加,影响性能。
五. 乐观锁和悲观锁在性能方面的区别是什么? (比较问题)
对于高并发环境,哪种锁的性能更好?为什么?
乐观锁相对于悲观锁具有更好的并发性能,因为它允许多个线程同时读取数据,只在提交时检查冲突。悲观锁需要在进入临界区之前获得锁,可能会导致线程阻塞和性能下降
六. 如何避免乐观锁的ABA问题? (深入问题)
解释ABA问题,并提供一些解决方案,如使用版本号或引入额外的标识符。
通过引入版本号、时间戳或其他唯一标识符,确保数据不仅仅被修改,还要检测其状态是否发生变化。
七. 举例说明乐观锁在Java中的应用。 (实际应用)
提供一个实际的例子,展示在Java中如何使用乐观锁,可能涉及到Atomic类或CAS操作。
一个典型的例子是使用Atomic类(如AtomicInteger)来实现乐观锁。例如,使用compareAndSet方法来修改变量,如果期望值匹配,才会进行修改。
八. 举例说明悲观锁在Java中的应用。 (实际应用)
给出一个具体的使用场景,展示在Java中如何使用悲观锁,可能会涉及synchronized关键字。
使用synchronized关键字或ReentrantLock实现悲观锁。例如,通过synchronized来保护一个临界区,确保只有一个线程可以进入执行操作。
九. 在数据库中,如何实现乐观锁? (数据库问题)
解释在数据库中如何使用乐观锁来处理并发访问问题,可能会涉及版本号、更新语句等。
使用版本号或时间戳来实现乐观锁。在更新数据时,将版本号或时间戳一同更新,然后在读取数据时,比较当前的版本号或时间戳与读取时获取的版本号或时间戳,不一致时可
以采取丢弃和再次尝试的策略。
十. 在Java中,synchronized和ReentrantLock是悲观锁还是乐观锁? (混淆问题)
考察对于锁的分类的理解,要求你判断synchronized和ReentrantLock是悲观锁还是乐观锁。
synchronized和ReentrantLock属于悲观锁,因为它们都要求线程在进入临界区前获取锁,并预先假设可能会发生竞争。