测试开发面试题：悲观锁和乐观锁

什么是悲观锁

悲观锁：假设并发冲突的概率很高，因此在读取数据时会加锁，以防止其他线程修改数据。只有当自己获得了锁之后才能对数据进行操作，操作完成后释放锁。

什么是乐观锁

乐观锁：假设并发冲突的概率很低，因此在读取数据时不加锁，而是在更新数据时检查数据是否被其他线程修改过。如果数据没有被修改，则更新成功；如果数据已经被修改，则放弃当前操作或者重试。

什么是原子操作

原子操作是指一个不可分割的操作，要么完全执行，要么根本不执行。这意味着在原子操作执行期间，其他线程无法访问或修改受影响的内存位置。

什么是CAS

CAS (Compare-And-Swap)

CAS 是一种原子操作，用于更新内存中的值，它执行以下操作：

比较：将当前内存值与预期的值进行比较。

交换：如果当前值与预期值相等，则将新值写入内存。

否则：不进行任何操作，并返回当前值。

CAS 的优点

CAS 是一种实现无锁并发数据结构的有效方法，因为它：

• 避免了锁：CAS 不需要使用锁，从而提高了性能和可伸缩性。

• 确保了数据一致性：CAS 保证了并发更新的正确性和原子性。

• 简单易用：CAS 的 API 通常很简单，易于理解和使用。

悲观锁的python实践实例

1. import threading

2. # 创建一个锁对象

3. lock = threading.Lock()

4. # 共享数据

5. count = 0

6. def pessimistic_lock():

7. global count

8. # 获取锁

9. with lock:

10. # 执行操作

11. temp = count

12. temp += 1

13. count = temp

14. print(f"Pessimistic Lock: Count is {count}")

15. # 创建多个线程

16. threads = []

17. for _ in range(10):

18. t = threading.Thread(target=pessimistic_lock)

19. threads.append(t)

20. t.start()

21. # 等待所有线程执行完毕

22. for t in threads:

23. t.join()

24. print(f"Final count: {count}")

在这个例子中,我们使用threading.Lock()创建一个锁对象,然后在需要访问共享数据count的时候,使用with lock:获取锁,执行操作后释放锁。这样可以确保每次只有一个线程能够访问共享数据,避免了并发访问导致的问题。

乐观锁的例子：未使用原子操作的cas

1. import threading

2. # 共享数据

3. count = 0

4. def optimistic_lock():

5. global count

6. # 读取共享数据

7. local_count = count

8. # 执行操作

9. local_count += 1

10. # 检查数据是否被修改

11. if count == local_count - 1:

12. count = local_count

13. print(f"Optimistic Lock: Count is {count}")

14. else:

15. print("Data has been modified by other threads, retry or abort.")

16. # 创建多个线程

17. threads = []

18. for _ in range(10):

19. t = threading.Thread(target=optimistic_lock)

20. threads.append(t)

21. t.start()

22. # 等待所有线程执行完毕

23. for t in threads:

24. t.join()

25. print(f"Final count: {count}")

在这个例子中,我们没有使用锁,而是在更新共享数据count的时候,先读取当前值到local_count中,执行操作后,再检查count是否被其他线程修改过。如果没有被修改,则更新count的值;如果被修改,则输出提示信息。这种方式可以减少锁的开销,但是需要处理并发冲突的情况。（注意：此代码并没有实现原子操作，只是实现了乐观锁）

感谢每一个认真阅读我文章的人，礼尚往来总是要有的，虽然不是什么很值钱的东西，如果你用得到的话可以直接拿走：

这些资料，对于【软件测试】的朋友来说应该是最全面最完整的备战仓库，这个仓库也陪伴上万个测试工程师们走过最艰难的路程，希望也能帮助到你!有需要的小伙伴可以点击下方小卡片领取