赶紧收藏！2024 年最常见 20道并发编程面试题（九）

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十七、什么是乐观锁和悲观锁？

乐观锁和悲观锁是两种不同的并发控制策略，用于管理多线程环境下对共享资源的访问，以确保数据的一致性和完整性。它们的基本区别在于对冲突发生可能性的预期和处理方式。

悲观锁的核心思想是，认为在多线程环境中，多个线程访问同一资源时发生冲突的可能性很大，因此需要采取预防措施来避免冲突。悲观锁的主要特点包括：

锁定资源：在访问资源之前，悲观锁会尝试获取一个锁。如果锁已经被其他线程持有，当前线程将被阻塞，直到锁被释放。
适用场景：当资源的争用非常频繁，或者数据的一致性要求非常高时，悲观锁是一种合适的选择。
性能影响：悲观锁可能会导致线程阻塞和上下文切换，从而影响系统性能，特别是在高并发的环境下。
死锁风险：如果多个线程相互等待对方释放锁，可能会导致死锁。
实现方式：悲观锁可以通过数据库的排它锁（如 SELECT FOR UPDATE 语句）或编程语言的同步机制（如 Java 中的 synchronized 关键字）来实现。

乐观锁的核心思想是，认为在多线程环境中，多个线程访问同一资源时发生冲突的可能性很小，因此允许多个线程同时访问资源，但在提交更新时会检查是否有其他线程已经修改了资源。乐观锁的主要特点包括：

无锁状态：乐观锁不使用传统的锁机制，而是通过数据版本控制或其他机制来确保数据一致性。
适用场景：当资源的争用不频繁，或者系统更倾向于提高吞吐量时，乐观锁是一种合适的选择。
性能优势：乐观锁通常可以提供更好的性能，因为它允许多个线程并发访问资源，减少了线程阻塞和等待的时间。
冲突检测与处理：在更新资源时，乐观锁会检查资源是否被其他线程修改过。如果检测到冲突，可以通过重试、回滚或其他业务逻辑来处理。
实现方式：乐观锁可以通过版本号（每次更新数据时增加版本号，并在更新时检查版本号是否一致）或时间戳（记录数据最后更新的时间，更新时检查时间戳是否一致）等机制来实现。

悲观锁和乐观锁的选择取决于具体的应用场景和需求。悲观锁适用于高冲突风险的环境，通过锁定资源来保证数据一致性，但可能会牺牲性能。乐观锁适用于低冲突风险的环境，通过减少锁的使用来提高并发性能，但需要合理处理冲突和重试逻辑。在实际应用中，根据业务特点和性能要求，可能需要灵活选择或结合使用这两种策略。

死循环（Livelock）和饥饿（Starvation）是两种在多线程编程中可能遇到的问题，它们都与资源的访问和线程的调度有关。

死循环不是传统意义上的程序无限循环执行，而是指两个或多个线程在运行过程中，由于尝试获取资源时相互让步，导致没有一个线程能够继续执行的状态。这种情况下，线程本身并没有被阻塞，也没有死锁，但它们不断地在让步和重新尝试，导致无法取得进展。

特点：

例子：两个线程都需要A和B两个资源才能继续执行。线程1持有资源A并等待资源B，线程2持有资源B并等待资源A。如果两个线程都检测到对方正在等待，它们可能会释放自己的资源并重新尝试获取，但总是无法同时获得所需的资源。

饥饿是指在多线程环境中，由于线程调度策略或资源分配机制的问题，导致一个或多个线程长时间无法获得所需资源，从而无法执行的状态。

特点：

例子：如果一个线程调度器总是优先执行高优先级的线程，低优先级的线程可能会长时间得不到CPU时间片，导致饥饿。或者在资源有限的情况下，如果一个线程持续占用资源不放，其他线程可能因为无法获得资源而饥饿。

在设计多线程程序时，应该考虑避免死循环和饥饿，通过合理的资源管理和线程调度策略来确保所有线程都能公平地访问资源并取得进展。

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