樂觀鎖與悲觀鎖：並發控制兩大核心策略深度對比

核心理念對比

悲觀鎖：Java 內置實現

// 1. synchronized (對象鎖/類鎖)
public synchronized void transfer(Account from, Account to, int amt) { ... }

// 2. ReentrantLock (顯式鎖，功能更強)
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try { /* 臨界區 */ } finally { lock.unlock(); }

缺點：線程阻塞/喚醒開銷大（用戶態↔內核態切換）、死鎖風險、鎖競爭導致吞吐下降、優先級反轉。

樂觀鎖：CAS 原理與 Java 實現

Compare-And-Swap (CAS) 三元組

CAS(V, A, B)：內存值 V、預期值 A、新值 B。原子操作：若 V == A 則 V = B 返回 true，否則不修改返回 false。

• 硬件指令保證原子性（CPU LOCK CMPXCHG）。
• 非阻塞：失敗線程不掛起，可自旋重試或放棄。

Java 原子類家族

// 基本類型原子更新
AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
count.incrementAndGet(); // 原子 i++
count.compareAndSet(5, 10); // 手動 CAS

// 長整型高併發優化
LongAdder adder = new LongAdder(); // 內部分段，減少競爭
adder.increment();
long sum = adder.sum();

// 引用類型原子更新
AtomicReference ref = new AtomicReference<>("init");
ref.compareAndSet("init", "updated");

// 數組元素原子更新
AtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(10);
arr.getAndIncrement(0);

ABA 問題與解決

線程 1 讀到 A，線程 2 改 A→B→A，線程 1 CAS 成功但實際數據已變。解決：AtomicStampedReference (版本戳) 或 AtomicMarkableReference (布爾標記)。

數據庫層面的樂觀鎖

-- 表增加 version 欄位
UPDATE account SET balance = balance - 100, version = version + 1
WHERE id = 1 AND version = 5; -- 版本匹配才更新
-- affected rows = 0 表示衝突，應用層重試

選型決策樹

1. 是否高併發寫入？ → 是 → 悲觀鎖 / 分布式鎖。
2. 讀多寫少、衝突率低？ → 樂觀鎖 (Atomic* / 版本號)。
3. 需要事務特性（回滾）？ → 悲觀鎖 (數據庫行鎖) 或 分布式事務。
4. 長事務/遠程調用？ → 避免持有鎖，用樂觀鎖/補償機制。