樂觀鎖與悲觀鎖 (文章轉自網上好像是玉米田的，忘記了)

鎖（ locking ）

業務邏輯的實作過程中，往往需要保證資料通路的排他性。如在金融系統的日終結算

進行中，我們希望針對某個 cut-off 時間點的資料進行處理，而不希望在結算進行過程中

（可能是幾秒種，也可能是幾個小時），資料再發生變化。此時，我們就需要通過一些機

制來保證這些資料在某個操作過程中不會被外界修改，這樣的機制，在這裡，也就是所謂

的 “ 鎖 ” ，即給我們標明的目标資料上鎖，使其無法被其他程式修改。

Hibernate 支援兩種鎖機制：即通常所說的 “ 悲觀鎖（ Pessimistic Locking ） ”

和 “ 樂觀鎖（ Optimistic Locking ） ” 。

悲觀鎖（ Pessimistic Locking ）

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，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）。

一個典型的倚賴資料庫的悲觀鎖調用：

select * from account where name=”Erica” for update

這條 sql 語句鎖定了 account 表中所有符合檢索條件（ name=”Erica” ）的記錄。

本次事務送出之前（事務送出時會釋放事務過程中的鎖），外界無法修改這些記錄。

Hibernate 的悲觀鎖，也是基于資料庫的鎖機制實作。

下面的代碼實作了對查詢記錄的加鎖：

String hqlStr =

"from TUser as user where user.name='Erica'";

Query query = session.createQuery(hqlStr);

query.setLockMode("user",LockMode.UPGRADE); // 加鎖

List userList = query.list();// 執行查詢，擷取資料

query.setLockMode 對查詢語句中，特定别名所對應的記錄進行加鎖（我們為

TUser 類指定了一個别名 “user” ），這裡也就是對傳回的所有 user 記錄進行加鎖。

觀察運作期 Hibernate 生成的 SQL 語句：

select tuser0_.id as id, tuser0_.name as name, tuser0_.group_id

as group_id, tuser0_.user_type as user_type, tuser0_.sex as sex

from t_user tuser0_ where (tuser0_.name='Erica' ) for update

這裡 Hibernate 通過使用資料庫的 for update 子句實作了悲觀鎖機制。

Hibernate 的加鎖模式有：

Ø LockMode.NONE ： 無鎖機制。

Ø LockMode.WRITE ： Hibernate 在 Insert 和 Update 記錄的時候會自動

擷取。

Ø LockMode.READ ： Hibernate 在讀取記錄的時候會自動擷取。

以上這三種鎖機制一般由 Hibernate 内部使用，如 Hibernate 為了保證 Update

過程中對象不會被外界修改，會在 save 方法實作中自動為目标對象加上 WRITE 鎖。

Ø LockMode.UPGRADE ：利用資料庫的 for update 子句加鎖。

Ø LockMode. UPGRADE_NOWAIT ： Oracle 的特定實作，利用 Oracle 的 for

update nowait 子句實作加鎖。

上面這兩種鎖機制是我們在應用層較為常用的，加鎖一般通過以下方法實作：

Criteria.setLockMode

Query.setLockMode

Session.lock

注意，隻有在查詢開始之前（也就是 Hiberate 生成 SQL 之前）設定加鎖，才會

真正通過資料庫的鎖機制進行加鎖處理，否則，資料已經通過不包含 for update

子句的 Select SQL 加載進來，所謂資料庫加鎖也就無從談起。

樂觀鎖（ Optimistic Locking ）

相對悲觀鎖而言，樂觀鎖機制采取了更加寬松的加鎖機制。悲觀鎖大多數情況下依

靠資料庫的鎖機制實作，以保證操作最大程度的獨占性。但随之而來的就是資料庫

性能的大量開銷，特别是對長事務而言，這樣的開銷往往無法承受。

如一個金融系統，當某個操作員讀取使用者的資料，并在讀出的使用者資料的基礎上進

行修改時（如更改使用者帳戶餘額），如果采用悲觀鎖機制，也就意味着整個操作過

程中（從操作員讀出資料、開始修改直至送出修改結果的全過程，甚至還包括操作

員中途去煮咖啡的時間），資料庫記錄始終處于加鎖狀态，可以想見，如果面對幾

百上千個并發，這樣的情況将導緻怎樣的後果。

樂觀鎖機制在一定程度上解決了這個問題。樂觀鎖，大多是基于資料版本

（ Version ）記錄機制實作。何謂資料版本？即為資料增加一個版本辨別，在基于

資料庫表的版本解決方案中，一般是通過為資料庫表增加一個 “version” 字段來

實作。

讀取出資料時，将此版本号一同讀出，之後更新時，對此版本号加一。此時，将提

交資料的版本資料與資料庫表對應記錄的目前版本資訊進行比對，如果送出的資料

版本号大于資料庫表目前版本号，則予以更新，否則認為是過期資料。

對于上面修改使用者帳戶資訊的例子而言，假設資料庫中帳戶資訊表中有一個

version 字段，目前值為 1 ；而目前帳戶餘額字段（ balance ）為 $100 。

1 操作員 A 此時将其讀出（ version=1 ），并從其帳戶餘額中扣除 $50

（ $100-$50 ）。

2 在操作員 A 操作的過程中，操作員 B 也讀入此使用者資訊（ version=1 ），并

從其帳戶餘額中扣除 $20 （ $100-$20 ）。

3 操作員 A 完成了修改工作，将資料版本号加一（ version=2 ），連同帳戶扣

除後餘額（ balance=$50 ），送出至資料庫更新，此時由于送出資料版本大

于資料庫記錄目前版本，資料被更新，資料庫記錄 version 更新為 2 。

4 操作員 B 完成了操作，也将版本号加一（ version=2 ）試圖向資料庫送出數

據（ balance=$80 ），但此時比對資料庫記錄版本時發現，操作員 B 送出的

資料版本号為 2 ，資料庫記錄目前版本也為 2 ，不滿足 “ 送出版本必須大于記

錄目前版本才能執行更新 “ 的樂觀鎖政策，是以，操作員 B 的送出被駁回。

這樣，就避免了操作員 B 用基于 version=1 的舊資料修改的結果覆寫操作

員 A 的操作結果的可能。

從上面的例子可以看出，樂觀鎖機制避免了長事務中的資料庫加鎖開銷（操作員 A

和操作員 B 操作過程中，都沒有對資料庫資料加鎖），大大提升了大并發量下的系

統整體性能表現。

需要注意的是，樂觀鎖機制往往基于系統中的資料存儲邏輯，是以也具備一定的局

限性，如在上例中，由于樂觀鎖機制是在我們的系統中實作，來自外部系統的使用者

餘額更新操作不受我們系統的控制，是以可能會造成髒資料被更新到資料庫中。在

系統設計階段，我們應該充分考慮到這些情況出現的可能性，并進行相應調整（如

将樂觀鎖政策在資料庫存儲過程中實作，對外隻開放基于此存儲過程的資料更新途

徑，而不是将資料庫表直接對外公開）。

Hibernate 在其資料通路引擎中内置了樂觀鎖實作。如果不用考慮外部系統對數

據庫的更新操作，利用 Hibernate 提供的透明化樂觀鎖實作，将大大提升我們的

生産力。

Hibernate 中可以通過 class 描述符的 optimistic-lock 屬性結合 version

描述符指定。

現在，我們為之前示例中的 TUser 加上樂觀鎖機制。

1 ． 首先為 TUser 的 class 描述符添加 optimistic-lock 屬性：

<hibernate-mapping>

<class

name="org.hibernate.sample.TUser"

table="t_user"

dynamic-update="true"

dynamic-insert="true"

optimistic-lock="version"

>

……

</class>

</hibernate-mapping>

optimistic-lock 屬性有如下可選取值：

Ø none

無樂觀鎖

Ø version

通過版本機制實作樂觀鎖

Ø dirty

通過檢查發生變動過的屬性實作樂觀鎖

Ø all

通過檢查所有屬性實作樂觀鎖

其中通過 version 實作的樂觀鎖機制是 Hibernate 官方推薦的樂觀鎖實作，同時也

是 Hibernate 中，目前唯一在資料對象脫離 Session 發生修改的情況下依然有效的鎖機

制。是以，一般情況下，我們都選擇 version 方式作為 Hibernate 樂觀鎖實作機制。

2 ． 添加一個 Version 屬性描述符

<hibernate-mapping>

<class

name="org.hibernate.sample.TUser"

table="t_user"

dynamic-update="true"

dynamic-insert="true"

optimistic-lock="version"

>

<id

name="id"

column="id"

type="java.lang.Integer"

>

<generator class="native">

</generator>

</id>

<version

column="version"

name="version"

type="java.lang.Integer"

/>

……

</class>

</hibernate-mapping>

注意 version 節點必須出現在 ID 節點之後。

這裡我們聲明了一個 version 屬性，用于存放使用者的版本資訊，儲存在 TUser 表的

version 字段中。

此時如果我們嘗試編寫一段代碼，更新 TUser 表中記錄資料，如：

Criteria criteria = session.createCriteria(TUser.class);

criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));

List userList = criteria.list();

TUser user =(TUser)userList.get(0);

Transaction tx = session.beginTransaction();

user.setUserType(1); // 更新 UserType 字段

tx.commit();

每次對 TUser 進行更新的時候，我們可以發現，資料庫中的 version 都在遞增。

而如果我們嘗試在 tx.commit 之前，啟動另外一個 Session ，對名為 Erica 的用

戶進行操作，以模拟并發更新時的情形：

Session session= getSession();

Criteria criteria = session.createCriteria(TUser.class);

criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));

Session session2 = getSession();

Criteria criteria2 = session2.createCriteria(TUser.class);

criteria2.add(Expression.eq("name","Erica"));

List userList = criteria.list();

List userList2 = criteria2.list();TUser user =(TUser)userList.get(0);

TUser user2 =(TUser)userList2.get(0);

Transaction tx = session.beginTransaction();

Transaction tx2 = session2.beginTransaction();

user2.setUserType(99);

tx2.commit();

user.setUserType(1);

tx.commit();

執行以上代碼，代碼将在 tx.commit() 處抛出 StaleObjectStateException 異

常，并指出版本檢查失敗，目前事務正在試圖送出一個過期資料。通過捕捉這個異常，我

們就可以在樂觀鎖校驗失敗時進行相應處理