概念
對于同一個數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，悲觀鎖認為自己在使用數(shù)據(jù)的時候一定有別的線程來修改數(shù)據(jù)戳稽，因此在獲取數(shù)據(jù)的時候會先加鎖馆蠕，確保數(shù)據(jù)不會被別的線程修改期升。Java中，synchronized關(guān)鍵字和Lock的實現(xiàn)類都是悲觀鎖互躬。
而樂觀鎖認為自己在使用數(shù)據(jù)時不會有別的線程修改數(shù)據(jù)播赁，所以不會添加鎖，只是在更新數(shù)據(jù)的時候去判斷之前有沒有別的線程更新了這個數(shù)據(jù)吼渡。如果這個數(shù)據(jù)沒有被更新容为，當前線程將自己修改的數(shù)據(jù)成功寫入。如果數(shù)據(jù)已經(jīng)被其他線程更新寺酪，則根據(jù)不同的實現(xiàn)方式執(zhí)行不同的操作（例如報錯或者自動重試）坎背。
樂觀鎖在java中是通過無鎖編程來實現(xiàn)的，最長采用的是CAS算法寄雀，java原子類中的遞增操作就通過CAS自旋實現(xiàn)的得滤。
使用場景：
悲觀鎖適合寫操作多的場景，先加鎖可以保證寫操作時數(shù)據(jù)正確盒犹。
樂觀鎖適合讀操作多的場景懂更，不加鎖的特點能夠使其讀操作的性能大幅提升。
調(diào)用方式：
悲觀鎖的調(diào)用方式
public synchronized void testMethod() {
//操作同步資源
}
Private ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); //需要保證多個線程使用的是同一個鎖
Public void modifyPublicResource() {
lock.lock();
//操作同步資源
lock.unlock();
}
樂觀鎖的調(diào)用方式
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(); 需要保證多個線程使用的是同一個
AtomicInteger.incrementAndGet(); 執(zhí)行自增
通過調(diào)用方式示例急膀，我們可以發(fā)現(xiàn)悲觀鎖基本都是在顯式的鎖定之后再操作同步資源沮协，而樂觀鎖直接去操作同步資源。那么卓嫂，為何樂觀鎖能夠做到不鎖定同步資源也可以正確的實現(xiàn)線程同步呢慷暂？我們通過介紹樂觀鎖的主要實現(xiàn)方式“CAS”的技術(shù)原理為大家解惑。
CAS全稱Compare And Swap（比較與互換）晨雳，是一種無鎖算法行瑞。在不適用鎖（沒有線程被阻塞）的情況下實現(xiàn)多線程之間的變量同步。Java.util.concurrent包中的原子類就是通過CAS實現(xiàn)了樂觀鎖悍募。
CAS算法涉及到三個操作數(shù)：
需要讀寫的內(nèi)存值V蘑辑。
進行比較的值A(chǔ)。
要寫入的新值B坠宴。
當且僅當V的值等于A時洋魂，CAS通過原子方式用新值B來更新V的值（“比較 + 更新”整體是一個原子操作），否則不會執(zhí)行任何操作喜鼓。一般情況下副砍，“更新”是一個不斷重試的操作。
之前提到j(luò)ava.util.concurrent包中的原子類庄岖，就是通過CAS來實現(xiàn)了樂觀鎖豁翎，那么我們進入原子類AtomicInteger的源碼，看一下AtomicInteger的定義：
根據(jù)定義我們可以看出各屬性的作用：
Unsafe:獲取并操作內(nèi)存是數(shù)據(jù)隅忿。
ValueOffset：存儲value在AtomicInteger中的偏移量心剥。
Value：存儲AtomicInteger的int值邦尊，該屬性需要借助volatile關(guān)鍵字保證其在線程間是可見的。
接下來优烧，我們查看AtomicInteger的自增函數(shù)incrementAndGet()的源碼時蝉揍，發(fā)現(xiàn)自增函數(shù)底層調(diào)用的是unsafe.getAndAddInt()。但是由于JDK本身只有Unsafe.class畦娄，只通過class文件中的參數(shù)名又沾，并不能很好的了解方法的作用，所以我們通過OpenJDK8來查看Unsafe的源碼：
根據(jù)OpenJDK8的源碼我們可以看出熙卡，getAndAddInt()循環(huán)獲取給定對象o中的偏移量處的值v杖刷，然后判斷內(nèi)存值是否等于v。如果相等則將內(nèi)存值設(shè)為v + delta驳癌，否則返回false滑燃；繼續(xù)循環(huán)進行重試，知道設(shè)置成功才能退出循環(huán)喂柒，并且將舊值返回不瓶。整個“比較+更新”操作封裝在compareAndSwapInt()中禾嫉，在JNI里是借助于一個CPU指令完成的灾杰，屬于原子操作，可以保證多個線程都能夠看到同一個變量的修改值熙参。
后續(xù)JDK通過CPU的cmpxchg指令艳吠，去比較寄存器中的A和內(nèi)存中的值V。如果相等孽椰，就把要寫入的新值B存入內(nèi)存中昭娩。如果不相等，就將內(nèi)存值V賦值給寄存器中的值A(chǔ)黍匾。然后通過Java代碼中的while循環(huán)再次調(diào)用cmpxchg指令進行重試栏渺，直到設(shè)置成功為止。
CAS存在的三大問題：
- ABA問題锐涯。CAS需要在操作值的時候檢查內(nèi)存值是否發(fā)生變化磕诊，沒有發(fā)生變化才回更新內(nèi)存值。但是如果內(nèi)存值原來是A纹腌，后來變成了B霎终，然后又變成了A，呢么CAS進行檢查時會發(fā)現(xiàn)值沒有發(fā)生變化升薯，但是實際上是有變化的莱褒。ABA問題的解決思路就是在變量前面添加版本號，每次變量更新的時候都把版本號加一涎劈，這樣變化過程就從“A-B-A”變成了“1A-2B-3A”广凸。
JDK從1.5開始提供了AtomicStampedReference類來解決ABA問題阅茶，具體操作封裝在 compareAndSet()中。compareAndSet()首先檢查當前引用和當前標志與預(yù)期引用標志是 否相等谅海，如果都相等目派，則以原子方式將引用值和標志的值設(shè)置為給定的更新值。
循環(huán)時間長開銷大胁赢。CAS操作如果長時間不成功企蹭，會導(dǎo)致其一直自旋，給CPU帶來非常大的開銷智末。
只能保證一個共享變量的原子操作谅摄。對一個共享變量執(zhí)行操作時，CAS能夠保證原子操作系馆，但是對多個共享變量操作時送漠，CAS是無法保證操作的原子性的。
Java從1.5開始JDK提供了AtomicReference類來保證引用對象之間的原子性由蘑，可以把多個變量放在一個對象里來進行CAS操作闽寡。
