Java 함수의 비관적 잠금과 낙관적 잠금은 어떻게 스레드 안전성을 달성합니까?

Java 함수에서 스레드 안전성을 달성하는 두 가지 방법: 비관적 잠금: 데이터에 액세스하기 전에 잠금을 획득하여 다른 스레드의 동시 액세스를 방지하여 데이터 일관성을 보장합니다. (동기화 키워드) 낙관적 잠금: 트랜잭션 종료 시 데이터를 확인하고 동시성 향상을 위해 데이터가 수정된 경우 트랜잭션을 롤백합니다. (java.util.concurrent.atomic 패키지의 Atomic 클래스)

Java 기능에서 비관적 잠금과 낙관적 잠금 사이에서 스레드 안전성을 달성하는 방법은 무엇입니까?

스레드 안전성은 멀티스레드 환경에서 매우 중요하며 동시에 데이터에 액세스할 때 데이터 무결성과 일관성을 보장합니다. Java에서는 비관적 잠금과 낙관적 잠금이 스레드 안전성을 달성하는 두 가지 주요 메커니즘입니다. 아래에서는 구현 방법을 살펴보고 실제 사례를 제공합니다.

비관적 잠금

비관적 잠금은 언제든지 다른 스레드에 의해 데이터가 수정될 수 있다는 가정을 기반으로 합니다. 따라서 데이터에 액세스하자마자 잠금을 획득하여 잠금이 해제될 때까지 다른 스레드가 데이터에 액세스할 수 없도록 합니다. 비관적 잠금의 장점은 데이터 일관성을 보장할 수 있다는 점이지만, 잠금 경쟁과 교착 상태를 초래할 수 있다는 단점이 있습니다.

synchronized 키워드는 Java에서 비관적 잠금을 구현하는 일반적인 방법입니다. 코드 블록을 임계 섹션으로 표시하고 잠금을 획득한 스레드만 코드 블록에 들어갈 수 있습니다. synchronized 关键字是 Java 中实现悲观锁的常用方法。它将代码块标记为临界区，只有获取锁的线程才能进入该代码块。

public class Counter {

    private int count;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

乐观锁

乐观锁基于这样的假设：当线程访问数据时，数据不太可能被其他线程修改。它在事务结束时才对数据进行验证，如果数据被修改，则回滚事务。乐观锁的优点是能提高并发性，缺点是如果数据被修改，可能会导致事务失败。

在 Java 中，java.util.concurrent.atomic 包中的原子类可以实现乐观锁。原子类中的操作是原子性的，保证了并发访问数据的正确性。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {

    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }

    public int getCount() {
        return count.get();
    }
}

实战案例：多线程银行账户

为了演示悲观锁和乐观锁在实际场景中的应用，我们考虑一个多线程银行账户。

• 悲观锁实现：

public class BankAccount {

    private int balance;

    public synchronized void withdraw(int amount) {
        if (balance >= amount) {
            balance -= amount;
        }
    }

    public synchronized int getBalance() {
        return balance;
    }
}

• 乐观锁实现：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class BankAccount {

    private AtomicInteger balance = new AtomicInteger(0);

    public void withdraw(int amount) {
        while (true) {
            int currentBalance = balance.get();
            if (currentBalance >= amount) {
                if (balance.compareAndSet(currentBalance, currentBalance - amount)) {
                    break;
                }
            } else {
                break;
            }
        }
    }

    public int getBalance() {
        return balance.get();
    }
}

使用 optimistic 锁，在取款时，它会获得当前余额，然后尝试使用 compareAndSetrrreee

낙관적 잠금

낙관적 잠금은 스레드가 데이터에 액세스할 때 해당 데이터가 다른 스레드에 의해 수정될 가능성이 없다는 가정을 기반으로 합니다. 트랜잭션 종료 시에만 데이터의 유효성을 검사하고 데이터가 수정된 경우 트랜잭션을 롤백합니다. 낙관적 잠금의 장점은 동시성을 향상시킬 수 있다는 점이지만, 데이터가 수정되면 트랜잭션이 실패할 수 있다는 단점이 있습니다.

Java에서는 java.util.concurrent.atomic 패키지의 원자 클래스가 낙관적 잠금을 구현할 수 있습니다. 원자 클래스의 작업은 원자적이므로 데이터에 대한 동시 액세스의 정확성이 보장됩니다. 🎜rrreee🎜🎜실용 사례: 다중 스레드 은행 계좌🎜🎜🎜실제 시나리오에서 비관적 잠금과 낙관적 잠금의 적용을 보여주기 위해 다중 스레드 은행 계좌를 고려합니다. 🎜

• 🎜비관적 잠금 구현: 🎜

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• 🎜낙관적 잠금 구현: 🎜

rrreee🎜철수 중에 낙관적 잠금 사용 , 현재 잔액을 가져온 다음 compareAndSet를 사용하여 인출 금액을 원자적으로 빼려고 시도합니다. 잔액이 부족하면 작업이 실패하고 스레드가 다시 시도됩니다. 🎜🎜🎜비관적 잠금 또는 낙관적 잠금 선택🎜🎜🎜비관적 잠금 또는 낙관적 잠금 선택은 특정 시나리오에 따라 다릅니다. 데이터에 대한 동시 액세스가 드물거나 데이터 일관성이 중요한 경우 비관적 잠금이 더 적합합니다. 데이터에 대한 동시 액세스가 빈번하고 데이터 일관성으로 인해 어느 정도 손상이 허용되는 경우 낙관적 잠금이 더 적합합니다. 🎜

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