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想象你和你的朋友都想去图书馆借同一本非常受欢迎的小说。为了确保你们中的一位能够成功借到这本书，图书馆采用了悲观锁机制来管理借阅过程。
悲观锁的方式
- 查看书籍状态：当你到达图书馆并决定要借这本小说时，你先告诉图书管理员你想借这本书。此时，图书管理员会立即在系统中标记这本书为“正在处理”，这意味着其他任何人现在都不能再选择或预订这本书。
- 准备借书：接着，图书管理员开始为你办理借书手续，比如检查你的借书证、记录借阅信息等。在这段时间里，即使你的朋友也来到图书馆想要借同样的书，他们也会被告知这本书当前不可借用。
- 完成借书：一旦所有的手续都完成了，图书管理员会正式将书借给你，并更新系统的状态，表明这本书已经被借出。如果在这个过程中有任何问题导致无法完成借书，图书管理员会取消标记，并重新开放这本书的借阅权限。
- 释放资源：当你最终拿到书后，图书管理员解除对这本书的锁定，允许其他人再次尝试借阅它。
悲观锁的核心思想
- 假设冲突经常发生：悲观锁认为并发修改是很常见的事情，因此它会在一开始就采取措施防止冲突的发生。
- 提前锁定资源：当一个用户需要访问或修改某个资源时，悲观锁会立即将该资源锁定，阻止其他用户同时进行相同的操作。
- 保持锁定直到操作完成：资源一直保持锁定状态，直到当前用户的操作完全结束，包括提交或回滚。
- 阻塞其他请求：在资源被锁定期间，所有其他试图访问同一资源的请求都将被阻塞，必须等待当前操作完成。
Java中的悲观锁应用
在Java编程中，悲观锁通常通过显式地使用锁对象（如 ReentrantLock）或者数据库事务中的行级锁来实现。下面是一个简化示例，展示如何使用悲观锁控制对共享资源的访问：
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class Book {private final Lock lock = new ReentrantLock();private boolean isAvailable = true;public void borrow() {// 获取锁，确保同一时间只有一个线程能执行以下代码块lock.lock();try {if (isAvailable) {System.out.println("成功借到了书！");isAvailable = false;} else {System.out.println("书已被借走，无法借阅。");}} finally {// 无论是否成功借书，最后都要释放锁lock.unlock();}}public void returnBook() {// 获取锁，确保同一时间只有一个线程能执行以下代码块lock.lock();try {if (!isAvailable) {System.out.println("书已归还！");isAvailable = true;} else {System.out.println("这本书已经可借了。");}} finally {// 无论是否成功归还书，最后都要释放锁lock.unlock();}}
} 在这个例子中，borrow() 和 returnBook() 方法都使用了 ReentrantLock 来实现悲观锁。当一个线程调用这些方法时，它会首先获取锁，然后执行相应的逻辑，最后确保总是释放锁。这样就保证了在同一时间点上，只有一个线程能够改变 Book 的状态，从而避免了并发冲突。
悲观锁是一种保守的并发控制策略，它通过提前锁定资源来防止并发冲突。虽然这种方法可能会降低系统的并发性能，因为它可能导致其他请求被阻塞，但它提供了更强的数据一致性和安全性，特别适合那些写操作频繁且冲突可能性较高的场景。例如，在金融交易、库存管理和票务预订等领域，悲观锁可以帮助确保数据的准确性和完整性。