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多线程:乐观锁

时间:2024-03-21 09:05:03浏览次数:28  
标签:count 12 value 乐观 加锁 线程 100 多线程

  •  悲观锁:一上来就加锁,没有安全感。每次只能一个线程进入访问完毕后,再解锁。 线程安全,性能较差!
  • 乐观锁:一开始不上锁,认为是没有问题的,大家一起跑,等要出现线程安全问题的时候才开始控制。线程安全,性能较好。

为什么出现线程安全问题?100个线程每个加100次应该加10000次才对;因为有100个线程针对一个count,假如中间已经加到了10,有一百个线程同时要给10加1,同时有多个线程把10拽出来给他加1成11(因为两个线程是同时跑的),再写进去的话也都是11,实际上加了两次但只有11进去,丢了一次,所有是有安全问题的。多个线程在访问同一个资源时会产生安全问题。

怎么解决?

1.加悲观锁:对修改变量值count没有安全感,上来就加锁,每次只允许一个线程操作他,操作完成后才允许其他线程操作;就意味着把这段代码进行上锁。

 System.out.println("count=====>" + (++count));//担心优先级问题加()

(是每次修改都加锁,还是100个线程执行完再加锁?每次修改它加锁,因为不可能这个线程一下加一百次,可能加到99的时候别人抢去加一次,所以单独给他加锁,单独修改加锁,而不是整体加锁——>当然也可以,但不符合开发逻辑。)

实例代码:

//多个线程在访问同一个贡献资源会出现线程安全问题
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:拓展悲观锁,乐观锁原理。
        // 悲观锁:一上来就加锁,没有安全感。每次只能一个线程进入访问完毕后,再解锁。 线程安全,性能较差!
        //乐观锁:一开始不上锁,认为是没有问题的,大家一起跑,等要出现线程安全问题的时候才开始控制。线程安全,性能较好。
        //需求:1变量,100个线程,每个线程对其加100次。
        Runnable target = new MyRunnable();//任务对象 直new了一个
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {// 任务只有一个
            new Thread(target).start();//new了100个线程——》都是拿同一个对象执行——》都是执行各自的run方法
            //方法进栈,每一个线程都到栈里面跑
        }
    }
}
//悲观锁:每次都要在外面排队(100个线程,每个线程都要跑100次,每个线程都要排100次队,总共要排1w次队,一个一个加的,性能很差!)
public class MyRunnable implements Runnable {
    private int count;//记录浏览人数
    //为什么number可以不用静态的,因为到时候任务对象只会new一个,new一个这个变量就只会有一个
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {//对每个线程加100次
            synchronized (this) {//Runnable对象只new了一份,一百个线程拿的是同一个target对象,this可以取到当前主调target对象
                System.out.println(this);// (this正好对应是MyRunable对象-只new了一次,对这100个线程来说肯定就是同一个)
                //this代表的是MyRunnable对象,run在MyRunnable这个类里边,this就代表的这个类的对象,这个类的对象只new了一个给到线程,底层肯定就把this当作一个对象看,这样就能保证线程安全
                //值是一个一个往前加的,但至于是哪个线程加的就不一定,每个线程都是要竞争的,
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                        + "count=====>" + (++count));//担心优先级问题加()
            }
        }
    }
}

2.加乐观锁

这个数字在无限的接近线程安全,(比如每次执行完基本上是9999或者1w)就是100个线程在改这个变量的时候冲突的机会很少,1w次只有1、2次是冲突的,才会导致丢一次数据,也就是出现线程安全的问题并不高,既然冲突的概率很低,就干脆不加锁(比较和交换算法CAS算法CompareAndSet)

机制:只解决冲突这种情况,并不会加锁,大多数情况并不会冲突,因此性能比较高

实例代码:

//乐观锁
//机制:只解决冲突这种情况,并不会加锁,大多数情况并不会冲突,因此性能比较高
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable target = new MyRunnable2();
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            new Thread(target).start();
            //这个数字在无限的接近线程安全,就是100个线程在改这个变量的时候冲突的机会很少,
            // 1w次只有1、2次是冲突的,才会导致丢一次数据,也就是出现线程安全的问题并不高
            //既然冲突的概率很低,就干脆不加锁(比较和交换算法-CAS算法)
        }
    }
}
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class MyRunnable2 implements Runnable {
    //private int count;//记录浏览人数
    // 整数修改的乐观锁:原子类实现的。
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
    //是用这个对象来保证线程安全的,count还是记录浏览人数
    //这个对象里边就是用乐观锁实现的——》对象里面实际是封装了一个value相当于之前的count(记录从0开始的在线人数)
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
                /*System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                        + "count=====>" + (++count));*/
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                        + "count=====>" + count.incrementAndGet());//这个方法的内部没有加锁,内部的思想基于乐观锁实现的
                //要加一的话用原子类对象调用方法incrementAndGet——把底层值加一再取出来展示(相当于++count)
        }
    }
}

源码: 

想知道他(incrementAndGet())是不是基于乐观锁,incrementAndGet()源码:

this代表的是当前这个原子(AtomicInteger)对象count,只有一个,VALUE不是存储的在线人数值,是内部声明的this对象也就是原子对象value的地址(VALUE是他的地址),他到时候会根据VALUE的地址取小写value的值。

getAndAddInt()源码:

o是接的原子对象,offset接的是小写value的地址,delta记的是1,v是当前要加的整数值,就是取的value值。

expected是期待的值,x是改的值, compareAndSetInt()已经是c语言写的方法。

(c的方法中是拿这个expected的值与原子对象里面根据地址值找到value的真实值比较,如果expected是10value还是10的话,就比较成功了,就会把x的11更新到value里边去变成11了,方法就会返回true代表修改成功,——》到!weakCompareAndSetInt取反就变成false,循环结束代表这次修改成功,return v是10回去,——》到getAndAddInt方法来看,返回v=10,整个方法返回10,后面delta+1是11给用户看,代表这次修改到11了,这是正常修改流程。)

如果expected期待值是10x要修改的值是11,到 compareAndSetInt()方法看底层真实的value值——根据o原子对象,offset地址 找value真实值;如果value真实值已经被“别人”改成12(别人跑的非常快)发现10和12不等,就不修改11,就会返回flase,回到!weakCompareAndSetInt取反就变成true之后do-while循环会再次去原子对象里面根据地址找到value最新的值12又拿着v=12去改x=13,重新再到compareAndSetInt()方法中进行比较如果跟底层v真实值12一比较相等,说明“版本号”统一了,就把13改进去给到底层的v(value),改进去之后返回true代表修改成功了,又到!weakCompareAndSetInt取反变成false,循环就结束,此时getAndAddInt方法中return的v就是12,12返回incrementAndGet()方法delta:12+1,将13给用户,告诉用户13改成功了。

(其中还有一开始getAndAddInt方法中do-while循环的v存12这个值(按本举例)一直存,最终返回12,而不是修改完成后重新去取,如果修改完成后重新去取的话(这次是基于12改的,修改成功最终返回12告诉我这次12是修改成功的,然后展示13) 12改13的那一刻正要取13的时候别人如果一下改成16,结果把17给回去会“一脸懵逼”,(这里面就是:你是12改的我就给你返回12 ,你在最后展示给用户看的时候+1显示13就好了)此时最新的值已经可能不准了。所以基于此原因考虑提前把v拿出来最后也返回的是v也就是这个12。)

正常流程草图之后的流程草图

IDEA2023:

Offset小写value的地址。

 代码到这就截至了,下面已经是c语言代码了。

标签:count,12,value,乐观,加锁,线程,100,多线程
From: https://blog.csdn.net/weixin_59855900/article/details/136862427

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