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[轉]聊聊資料庫中的悲觀鎖和樂觀鎖

在資料庫的鎖機制中介紹過,資料庫管理系統(DBMS)中的并發控制的任務是確定在多個事務同時存取資料庫中同一資料時不破壞事務的隔離性和統一性以及資料庫的統一性。

樂觀并發控制(樂觀鎖)和悲觀并發控制(悲觀鎖)是并發控制主要采用的技術手段。

無論是悲觀鎖還是樂觀鎖,都是人們定義出來的概念,可以認為是一種思想。其實不僅僅是關系型資料庫系統中有樂觀鎖和悲觀鎖的概念,像memcache、hibernate、tair等都有類似的概念。

針對于不同的業務場景,應該選用不同的并發控制方式。是以,不要把樂觀并發控制和悲觀并發控制狹義的了解為DBMS中的概念,更不要把他們和資料中提供的鎖機制(行鎖、表鎖、排他鎖、共享鎖)混為一談。其實,在DBMS中,悲觀鎖正是利用資料庫本身提供的鎖機制來實作的。

下面來分别學習一下悲觀鎖和樂觀鎖。

悲觀鎖

在關系資料庫管理系統裡,悲觀并發控制(又名“悲觀鎖”,Pessimistic Concurrency Control,縮寫“PCC”)是一種并發控制的方法。它可以阻止一個事務以影響其他使用者的方式來修改資料。如果一個事務執行的操作都某行資料應用了鎖,那隻有當這個事務把鎖釋放,其他事務才能夠執行與該鎖沖突的操作。

悲觀并發控制主要用于資料争用激烈的環境,以及發生并發沖突時使用鎖保護資料的成本要低于復原事務的成本的環境中。

悲觀鎖,正如其名,它指的是對資料被外界(包括本系統目前的其他事務,以及來自外部系統的事務處理)修改持保守态度(悲觀),是以,在整個資料處理過程中,将資料處于鎖定狀态。 悲觀鎖的實作,往往依靠資料庫提供的鎖機制 (也隻有資料庫層提供的鎖機制才能真正保證資料通路的排他性,否則,即使在本系統中實作了加鎖機制,也無法保證外部系統不會修改資料)

在資料庫中,悲觀鎖的流程如下:

在對任意記錄進行修改前,先嘗試為該記錄加上排他鎖(exclusive locking)。

如果加鎖失敗,說明該記錄正在被修改,那麼目前查詢可能要等待或者抛出異常。 具體響應方式由開發者根據實際需要決定。

如果成功加鎖,那麼就可以對記錄做修改,事務完成後就會解鎖了。

其間如果有其他對該記錄做修改或加排他鎖的操作,都會等待我們解鎖或直接抛出異常。

MySQL InnoDB中使用悲觀鎖

要使用悲觀鎖,我們必須關閉mysql資料庫的自動送出屬性,因為MySQL預設使用autocommit模式,也就是說,當你執行一個更新操作後,MySQL會立刻将結果進行送出。

set autocommit=0;

//0.開始事務
begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就可以)
//1.查詢出商品資訊
select status from t_goods where id=1 for update;
//2.根據商品資訊生成訂單
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.送出事務
commit;/commit work;      

上面的查詢語句中,我們使用了

select…for update

的方式,這樣就通過開啟排他鎖的方式實作了悲觀鎖。此時在t_goods表中,id為1的 那條資料就被我們鎖定了,其它的事務必須等本次事務送出之後才能執行。這樣我們可以保證目前的資料不會被其它事務修改。

上面我們提到,使用

select…for update

會把資料給鎖住,不過我們需要注意一些鎖的級别,MySQL InnoDB預設行級鎖。行級鎖都是基于索引的,如果一條SQL語句用不到索引是不會使用行級鎖的,會使用表級鎖把整張表鎖住,這點需要注意。

優點與不足

悲觀并發控制實際上是“先取鎖再通路”的保守政策,為資料處理的安全提供了保證。但是在效率方面,處理加鎖的機制會讓資料庫産生額外的開銷,還有增加産生死鎖的機會;另外,在隻讀型事務進行中由于不會産生沖突,也沒必要使用鎖,這樣做隻能增加系統負載;還有會降低了并行性,一個事務如果鎖定了某行資料,其他事務就必須等待該事務處理完才可以處理那行數

樂觀鎖

在關系資料庫管理系統裡,樂觀并發控制(又名“樂觀鎖”,Optimistic Concurrency Control,縮寫“OCC”)是一種并發控制的方法。它假設多使用者并發的事務在處理時不會彼此互相影響,各事務能夠在不産生鎖的情況下處理各自影響的那部分資料。在送出資料更新之前,每個事務會先檢查在該事務讀取資料後,有沒有其他事務又修改了該資料。如果其他事務有更新的話,正在送出的事務會進行復原。樂觀事務控制最早是由孔祥重(H.T.Kung)教授提出。

樂觀鎖( Optimistic Locking ) 相對悲觀鎖而言,樂觀鎖假設認為資料一般情況下不會造成沖突,是以在資料進行送出更新的時候,才會正式對資料的沖突與否進行檢測,如果發現沖突了,則讓傳回使用者錯誤的資訊,讓使用者決定如何去做。

相對于悲觀鎖,在對資料庫進行處理的時候,樂觀鎖并不會使用資料庫提供的鎖機制。一般的實作樂觀鎖的方式就是記錄資料版本。

資料版本,為資料增加的一個版本辨別。當讀取資料時,将版本辨別的值一同讀出,資料每更新一次,同時對版本辨別進行更新。當我們送出更新的時候,判斷資料庫表對應記錄的目前版本資訊與第一次取出來的版本辨別進行比對,如果資料庫表目前版本号與第一次取出來的版本辨別值相等,則予以更新,否則認為是過期資料。

實作資料版本有兩種方式,第一種是使用版本号,第二種是使用時間戳。

使用版本号實作樂觀鎖

使用版本号時,可以在資料初始化時指定一個版本号,每次對資料的更新操作都對版本号執行+1操作。并判斷目前版本号是不是該資料的最新的版本号。

1.查詢出商品資訊
select (status,status,version) from t_goods where id=#{id}
2.根據商品資訊生成訂單
3.修改商品status為2
update t_goods 
set status=2,version=version+1
where id=#{id} and version=#{version};      

樂觀并發控制相信事務之間的資料競争(data race)的機率是比較小的,是以盡可能直接做下去,直到送出的時候才去鎖定,是以不會産生任何鎖和死鎖。但如果直接簡單這麼做,還是有可能會遇到不可預期的結果,例如兩個事務都讀取了資料庫的某一行,經過修改以後寫回資料庫,這時就遇到了問題。

參考資料

維基百科-樂觀并發控制

維基百科-悲觀并發控制

mysql悲觀鎖總結和實踐

mysql樂觀鎖總結和實踐

樂觀鎖與悲觀鎖

轉自:https://www.cnblogs.com/wang-meng/p/5506943.html