深入理解乐观锁与悲观锁
在數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖機(jī)制中介紹過(guò),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)中的并發(fā)控制的任務(wù)是確保在多個(gè)事務(wù)同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中同一數(shù)據(jù)時(shí)不破壞事務(wù)的隔離性和統(tǒng)一性以及數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一性。
樂(lè)觀并發(fā)控制(樂(lè)觀鎖)和悲觀并發(fā)控制(悲觀鎖)是并發(fā)控制主要采用的技術(shù)手段。
無(wú)論是悲觀鎖還是樂(lè)觀鎖,都是人們定義出來(lái)的概念,可以認(rèn)為是一種思想。其實(shí)不僅僅是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中有樂(lè)觀鎖和悲觀鎖的概念,像memcache、hibernate、tair等都有類似的概念。
針對(duì)于不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,應(yīng)該選用不同的并發(fā)控制方式。所以,不要把樂(lè)觀并發(fā)控制和悲觀并發(fā)控制狹義的理解為DBMS中的概念,更不要把他們和數(shù)據(jù)中提供的鎖機(jī)制(行鎖、表鎖、排他鎖、共享鎖)混為一談。其實(shí),在DBMS中,悲觀鎖正是利用數(shù)據(jù)庫(kù)本身提供的鎖機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
下面來(lái)分別學(xué)習(xí)一下悲觀鎖和樂(lè)觀鎖。
悲觀鎖
在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)里,悲觀并發(fā)控制(又名“悲觀鎖”,Pessimistic Concurrency Control,縮寫(xiě)“PCC”)是一種并發(fā)控制的方法。它可以阻止一個(gè)事務(wù)以影響其他用戶的方式來(lái)修改數(shù)據(jù)。如果一個(gè)事務(wù)執(zhí)行的操作都某行數(shù)據(jù)應(yīng)用了鎖,那只有當(dāng)這個(gè)事務(wù)把鎖釋放,其他事務(wù)才能夠執(zhí)行與該鎖沖突的操作。
悲觀并發(fā)控制主要用于數(shù)據(jù)爭(zhēng)用激烈的環(huán)境,以及發(fā)生并發(fā)沖突時(shí)使用鎖保護(hù)數(shù)據(jù)的成本要低于回滾事務(wù)的成本的環(huán)境中。
悲觀鎖,正如其名,它指的是對(duì)數(shù)據(jù)被外界(包括本系統(tǒng)當(dāng)前的其他事務(wù),以及來(lái)自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理)修改持保守態(tài)度(悲觀),因此,在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,將數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài)。 悲觀鎖的實(shí)現(xiàn),往往依靠數(shù)據(jù)庫(kù)提供的鎖機(jī)制 (也只有數(shù)據(jù)庫(kù)層提供的鎖機(jī)制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的排他性,否則,即使在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了加鎖機(jī)制,也無(wú)法保證外部系統(tǒng)不會(huì)修改數(shù)據(jù))
在數(shù)據(jù)庫(kù)中,悲觀鎖的流程如下:
在對(duì)任意記錄進(jìn)行修改前,先嘗試為該記錄加上排他鎖(exclusive locking)。
如果加鎖失敗,說(shuō)明該記錄正在被修改,那么當(dāng)前查詢可能要等待或者拋出異常。 具體響應(yīng)方式由開(kāi)發(fā)者根據(jù)實(shí)際需要決定。
如果成功加鎖,那么就可以對(duì)記錄做修改,事務(wù)完成后就會(huì)解鎖了。
其間如果有其他對(duì)該記錄做修改或加排他鎖的操作,都會(huì)等待我們解鎖或直接拋出異常。
MySQL InnoDB中使用悲觀鎖
要使用悲觀鎖,我們必須關(guān)閉mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)提交屬性,因?yàn)镸ySQL默認(rèn)使用autocommit模式,也就是說(shuō),當(dāng)你執(zhí)行一個(gè)更新操作后,MySQL會(huì)立刻將結(jié)果進(jìn)行提交。set autocommit=0;
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | //0.開(kāi)始事務(wù) begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就可以) //1.查詢出商品信息 select status from t_goods where id=1 for update; //2.根據(jù)商品信息生成訂單 insert into t_orders (id,goods_id) values (null,1); //3.修改商品status為2 update t_goods set status=2; //4.提交事務(wù) commit;/commit work; |
上面的查詢語(yǔ)句中,我們使用了select…for update的方式,這樣就通過(guò)開(kāi)啟排他鎖的方式實(shí)現(xiàn)了悲觀鎖。此時(shí)在t_goods表中,id為1的 那條數(shù)據(jù)就被我們鎖定了,其它的事務(wù)必須等本次事務(wù)提交之后才能執(zhí)行。這樣我們可以保證當(dāng)前的數(shù)據(jù)不會(huì)被其它事務(wù)修改。
上面我們提到,使用select…for update會(huì)把數(shù)據(jù)給鎖住,不過(guò)我們需要注意一些鎖的級(jí)別,MySQL InnoDB默認(rèn)行級(jí)鎖。行級(jí)鎖都是基于索引的,如果一條SQL語(yǔ)句用不到索引是不會(huì)使用行級(jí)鎖的,會(huì)使用表級(jí)鎖把整張表鎖住,這點(diǎn)需要注意。
優(yōu)點(diǎn)與不足
悲觀并發(fā)控制實(shí)際上是“先取鎖再訪問(wèn)”的保守策略,為數(shù)據(jù)處理的安全提供了保證。但是在效率方面,處理加鎖的機(jī)制會(huì)讓數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生額外的開(kāi)銷(xiāo),還有增加產(chǎn)生死鎖的機(jī)會(huì);另外,在只讀型事務(wù)處理中由于不會(huì)產(chǎn)生沖突,也沒(méi)必要使用鎖,這樣做只能增加系統(tǒng)負(fù)載;還有會(huì)降低了并行性,一個(gè)事務(wù)如果鎖定了某行數(shù)據(jù),其他事務(wù)就必須等待該事務(wù)處理完才可以處理那行數(shù)
樂(lè)觀鎖
在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)里,樂(lè)觀并發(fā)控制(又名“樂(lè)觀鎖”,Optimistic Concurrency Control,縮寫(xiě)“OCC”)是一種并發(fā)控制的方法。它假設(shè)多用戶并發(fā)的事務(wù)在處理時(shí)不會(huì)彼此互相影響,各事務(wù)能夠在不產(chǎn)生鎖的情況下處理各自影響的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。在提交數(shù)據(jù)更新之前,每個(gè)事務(wù)會(huì)先檢查在該事務(wù)讀取數(shù)據(jù)后,有沒(méi)有其他事務(wù)又修改了該數(shù)據(jù)。如果其他事務(wù)有更新的話,正在提交的事務(wù)會(huì)進(jìn)行回滾。樂(lè)觀事務(wù)控制最早是由孔祥重(H.T.Kung)教授提出。
樂(lè)觀鎖( Optimistic Locking ) 相對(duì)悲觀鎖而言,樂(lè)觀鎖假設(shè)認(rèn)為數(shù)據(jù)一般情況下不會(huì)造成沖突,所以在數(shù)據(jù)進(jìn)行提交更新的時(shí)候,才會(huì)正式對(duì)數(shù)據(jù)的沖突與否進(jìn)行檢測(cè),如果發(fā)現(xiàn)沖突了,則讓返回用戶錯(cuò)誤的信息,讓用戶決定如何去做。
相對(duì)于悲觀鎖,在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理的時(shí)候,樂(lè)觀鎖并不會(huì)使用數(shù)據(jù)庫(kù)提供的鎖機(jī)制。一般的實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖的方式就是記錄數(shù)據(jù)版本。
數(shù)據(jù)版本,為數(shù)據(jù)增加的一個(gè)版本標(biāo)識(shí)。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí),將版本標(biāo)識(shí)的值一同讀出,數(shù)據(jù)每更新一次,同時(shí)對(duì)版本標(biāo)識(shí)進(jìn)行更新。當(dāng)我們提交更新的時(shí)候,判斷數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息與第一次取出來(lái)的版本標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì),如果數(shù)據(jù)庫(kù)表當(dāng)前版本號(hào)與第一次取出來(lái)的版本標(biāo)識(shí)值相等,則予以更新,否則認(rèn)為是過(guò)期數(shù)據(jù)。
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)版本有兩種方式,第一種是使用版本號(hào),第二種是使用時(shí)間戳。
使用版本號(hào)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖
使用版本號(hào)時(shí),可以在數(shù)據(jù)初始化時(shí)指定一個(gè)版本號(hào),每次對(duì)數(shù)據(jù)的更新操作都對(duì)版本號(hào)執(zhí)行+1操作。并判斷當(dāng)前版本號(hào)是不是該數(shù)據(jù)的最新的版本號(hào)。
| 1 2 3 4 5 6 7 | 1.查詢出商品信息 select (status,status,version) from t_goods where id=#{id} 2.根據(jù)商品信息生成訂單 3.修改商品status為2 update t_goods set status=2,version=version+1 where id=#{id} and version=#{version}; |
優(yōu)點(diǎn)與不足
樂(lè)觀并發(fā)控制相信事務(wù)之間的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)(data race)的概率是比較小的,因此盡可能直接做下去,直到提交的時(shí)候才去鎖定,所以不會(huì)產(chǎn)生任何鎖和死鎖。但如果直接簡(jiǎn)單這么做,還是有可能會(huì)遇到不可預(yù)期的結(jié)果,例如兩個(gè)事務(wù)都讀取了數(shù)據(jù)庫(kù)的某一行,經(jīng)過(guò)修改以后寫(xiě)回?cái)?shù)據(jù)庫(kù),這時(shí)就遇到了問(wèn)題。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的深入理解乐观锁与悲观锁的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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