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mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

注:本文乃轉載,原文作者@青蔥歲月

悲觀鎖介紹(百科):

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)。

使用場景舉例:以mysql innodb為例

商品goods表中有一個字段status,status為1代表商品未被下單,status為2代表商品已經被下單,那麼我們對某個商品下單時必須確定該商品status為1。假設商品的id為1。

1如果不采用鎖,那麼操作方法如下:

//1.查詢出商品資訊

select status from t_goods where id=1;

//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;

上面這種場景在高并發通路的情況下很可能會出現問題。

前面已經提到,隻有當goods status為1時才能對該商品下單,上面第一步操作中,查詢出來的商品status為1。但是當我們執行第三步update操作的時候,有可能出現其他人先一步對商品下單把goods status修改為2了,但是我們并不知道資料已經被修改了,這樣就可能造成同一個商品被下單2次,使得資料不一緻。是以說這種方式是不安全的。

2使用悲觀鎖來實作:

在上面的場景中,商品資訊從查詢出來到修改,中間有一個處理訂單的過程,使用悲觀鎖的原理就是,當我們在查詢出goods資訊後就把目前的資料鎖定,直到我們修改完畢後再解鎖。那麼在這個過程中,因為goods被鎖定了,就不會出現有第三者來對其進行修改了。

注: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。

我們可以使用指令設定mysql為非autocommit模式:

set autocommit=0;

設定完autocommit後,我們就可以執行我們的正常業務了。具體如下:

//0.開始事務

begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就可以)

select status from t_goods where id=1 for update;

//4.送出事務

commit;/commit work;

注:上面的begin/commit為事務的開始和結束,因為在前一步我們關閉了mysql的autocommit,是以需要手動控制事務的送出,在這裡就不細表了。

上面的第一步我們執行了一次查詢操作:select status from t_goods where id=1 for update;

與普通查詢不一樣的是,我們使用了select…for update的方式,這樣就通過資料庫實作了悲觀鎖。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。

注:需要注意的是,在事務中,隻有select ... for update 或lock in share mode 同一筆資料時會等待其它事務結束後才執行,一般select ... 則不受此影響。拿上面的執行個體來說,當我執行select status from t_goods where id=1 for update;後。我在另外的事務中如果再次執行select status from t_goods where id=1

for update;則第二個事務會一直等待第一個事務的送出,此時第二個查詢處于阻塞的狀态,但是如果我是在第二個事務中執行select status from t_goods where id=1;則能正常查詢出資料,不會受第一個事務的影響。

補充:mysql select…for update的row lock與table lock

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row-level lock,是以隻有「明确」地指定主鍵,mysql 才會執行row lock (隻鎖住被選取的資料) ,否則mysql 将會執行table lock (将整個資料表單給鎖住)。

舉例說明:

資料庫表t_goods,包括id,status,name三個字段,id為主鍵,資料庫中記錄如下;

注:為了測試資料庫鎖,我使用兩個console來模拟不同的事務操作,分别用console1、console2來表示。 

例1: (明确指定主鍵,并且有此資料,row lock)

console1:查詢出結果,但是把該條資料鎖定了

console2:查詢被阻塞

console2:如果console1長時間未送出,則會報錯

例2: (明确指定主鍵,若查無此資料,無lock)

console1:查詢結果為空

console2:查詢結果為空,查詢無阻塞,說明console1沒有對資料執行鎖定

例3: (無主鍵,table lock)

console1:查詢name=道具 的資料,查詢正常

console2:查詢name=裝備 的資料,查詢阻塞,說明console1把表給鎖住了

console2:若console1長時間未送出,則查詢傳回為空

例4: (主鍵不明确,table lock)

console1:查詢正常

console2:查詢被阻塞,說明console1把表給鎖住了

例5: (主鍵不明确,table lock)

console1:

console1:送出事務

console2:console1事務送出後,console2查詢結果正常

以上就是關于資料庫主鍵對mysql鎖級别的影響執行個體,需要注意的是,除了主鍵外,使用索引也會影響資料庫的鎖定級别

舉例:

我們修改t_goods表,給status字段建立一個索引

例6: (明确指定索引,并且有此資料,row lock)

console2:查詢status=1的資料時阻塞,逾時後傳回為空,說明資料被console1鎖定了

console2:查詢status=2的資料,能正常查詢,說明console1隻鎖住了行,未鎖表

例7: (明确指定索引,若查無此資料,無lock)

console1:查詢status=3的資料,傳回空資料

console2:查詢status=3的資料,傳回空資料

但是悲觀鎖并不是适用于任何場景,它也有它存在的一些不足,因為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。如果加鎖的時間過長,其他使用者長時間無法通路,影響了程式的并發通路性,同時這樣對資料庫性能開銷影響也很大,特别是對長事務而言,這樣的開銷往往無法承受。是以與悲觀鎖相對的,我們有了樂觀鎖,具體參見下面介紹:

樂觀鎖介紹:

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。那麼我們如何實作樂觀鎖呢,一般來說有以下2種方式:

1.使用資料版本(version)記錄機制實作,這是樂觀鎖最常用的一種實作方式。何謂資料版本?即為資料增加一個版本辨別,一般是通過為資料庫表增加一個數字類型的 “version” 字段來實作。當讀取資料時,将version字段的值一同讀出,資料每更新一次,對此version值加一。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version值進行比對,如果資料庫表目前版本号與第一次取出來的version值相等,則予以更新,否則認為是過期資料。用下面的一張圖來說明:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

如上圖所示,如果更新操作順序執行,則資料的版本(version)依次遞增,不會産生沖突。但是如果發生有不同的業務操作對同一版本的資料進行修改,那麼,先送出的操作(圖中b)會把資料version更新為2,當a在b之後送出更新時發現資料的version已經被修改了,那麼a的更新操作會失敗。

2.樂觀鎖定的第二種實作方式和第一種差不多,同樣是在需要樂觀鎖控制的table中增加一個字段,名稱無所謂,字段類型使用時間戳(timestamp), 和上面的version類似,也是在更新送出的時候檢查目前資料庫中資料的時間戳和自己更新前取到的時間戳進行對比,如果一緻則ok,否則就是版本沖突。

使用舉例:以mysql innodb為例

還是拿之前的執行個體來舉:商品goods表中有一個字段status,status為1代表商品未被下單,status為2代表商品已經被下單,那麼我們對某個商品下單時必須確定該商品status為1。假設商品的id為1。

下單操作包括3步驟:

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};

那麼為了使用樂觀鎖,我們首先修改t_goods表,增加一個version字段,資料預設version值為1。

t_goods表初始資料如下:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

mysql> select * from t_goods;  

+----+--------+------+---------+  

| id | status | name | version |  

|  1 |      1 | 道具 |       1 |  

|  2 |      2 | 裝備 |       2 |  

2 rows in set  

mysql>  

對于樂觀鎖的實作,我使用mybatis來進行實踐,具體如下:

goods實體類:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

/** 

 * classname: goods <br/> 

 * function: 商品實體. <br/> 

 * date: 2013-5-8 上午09:16:19 <br/> 

 * @author [email protected] 

 */  

public class goods implements serializable {  

    /** 

     * serialversionuid:序列化id. 

     */  

    private static final long serialversionuid = 6803791908148880587l;  

     * id:主鍵id. 

    private int id;  

     * status:商品狀态:1未下單、2已下單. 

    private int status;  

     * name:商品名稱. 

    private string name;  

     * version:商品資料版本号. 

    private int version;  

    @override  

    public string tostring(){  

        return "good id:"+id+",goods status:"+status+",goods name:"+name+",goods version:"+version;  

    }  

    //setter and getter  

}  

goodsdao

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

 * updategoodsusecas:使用cas(compare and set)更新商品資訊. <br/> 

 * 

 * @param goods 商品對象 

 * @return 影響的行數 

int updategoodsusecas(goods goods);  

mapper.xml

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

<update id="updategoodsusecas" parametertype="goods">  

    <![cdata[ 

        update t_goods 

        set status=#{status},name=#{name},version=version+1 

        where id=#{id} and version=#{version} 

    ]]>  

</update>  

goodsdaotest測試類

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

@test  

public void goodsdaotest(){  

    int goodsid = 1;  

    //根據相同的id查詢出商品資訊,賦給2個對象  

    goods goods1 = this.goodsdao.getgoodsbyid(goodsid);  

    goods goods2 = this.goodsdao.getgoodsbyid(goodsid);  

    //列印目前商品資訊  

    system.out.println(goods1);  

    system.out.println(goods2);  

    //更新商品資訊1  

    goods1.setstatus(2);//修改status為2  

    int updateresult1 = this.goodsdao.updategoodsusecas(goods1);  

    system.out.println("修改商品資訊1"+(updateresult1==1?"成功":"失敗"));  

    //更新商品資訊2  

    int updateresult2 = this.goodsdao.updategoodsusecas(goods1);  

    system.out.println("修改商品資訊2"+(updateresult2==1?"成功":"失敗"));  

輸出結果:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

good id:1,goods status:1,goods name:道具,goods version:1  

修改商品資訊1成功  

修改商品資訊2失敗  

說明:

在goodsdaotest測試方法中,我們同時查出同一個版本的資料,賦給不同的goods對象,然後先修改good1對象然後執行更新操作,執行成功。然後我們修改goods2,執行更新操作時提示操作失敗。此時t_goods表中資料如下:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

|  1 |      2 | 道具 |       2 |  

mysql>   

我們可以看到 id為1的資料version已經在第一次更新時修改為2了。是以我們更新good2時update where條件已經不比對了,是以更新不會成功,具體sql如下:

mysql悲觀鎖以及樂觀鎖總結和實踐

update t_goods   

set status=2,version=version+1  

where id=#{id} and version=#{version};  

這樣我們就實作了樂觀鎖