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悲观锁&乐观锁

悲观锁&乐观锁

作者: 联想桥南 | 来源:发表于2017-12-06 21:52 被阅读0次
    这两个名词的概念

    首先要区分锁跟事务是两回事。业务上到时会结合使用处理问题。
    事务是保证一系列操作要么全部完成,要么回滚全部没做。而锁是处理并发问题,保证没有覆盖脏读等问题。

    悲观锁和乐观锁,是概念上的名字,并不是数据库才有的功能。除了数据库,一些组件和Java语言都是有对应的概念功能的。比如Java中的cas概念是乐观锁,synchronized关键字是悲观锁。

    Mysql中使用悲观锁和乐观锁

    在DBMS系统中都有类似的功能,以mysql为例子看下:
    mysql的存储引擎MyISAM默认是表锁,InnoDB默认是行锁
    行锁又分为共享锁排他锁,了解悲观锁还要先了解下两个锁的概念

    共享锁&排他锁

    共享锁
    sql用法:

    SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;
    
    1. 共享锁又称读锁,使用上述语句可以获取到行的共享锁,一个事务获取共享锁后,其他事务可以并发读取数据(此事务再次加上共享锁,可重入),但任何事务都不能对数据进行修改(需获取数据上的排他锁才行)。
    2. 一个事务想要获取到排他锁,需要操作的所在行上,所有的共享锁都已释放才行。否则,就要等待或者抛出异常(由用户去选择)。

    排他锁
    sql用法:

    SELECT ... FOR UPDATE;
    
    1. 使用这样方式,可以显示的给select语句,加上排他锁。
      对于update,insert,delete数据库会直接给加上排他锁。
    2. 排他锁是写锁,获取排他锁的事务,既可以读数据,也可以写数据。
    3. 其他事务想要申请获取排他锁,需要数据所在的行,所有的共享锁和排他锁都被释放才可以。否则需要等待或者抛出异常(由用户选择)

    数据库的悲观锁就是使用的排他锁控制的,过程如下:

    • 在对任意记录进行修改前,先尝试为该记录加上排他锁。
    • 如果加锁失败,说明该记录正在被修改,那么当前查询可能要等待或者抛出异常。 具体响应方式由开发者根据实际需要决定。
    • 如果成功加锁,那么就可以对记录做修改,事务完成后就会解锁了。
    • 其间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作,都会等待我们解锁或直接抛出异常。
    以下一些情况(记录的不完全),会到锁表

    相较于锁行,锁表的性能肯定会差不少,所以使用中应该尽量避免这种情况。
    InnoDB默认是锁行,但是由于其加锁的原理,有些操作会导致锁表。加锁的原理是:

    InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,这一点MySQL与Oracle不同,后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特点意味着:只有通过索引条件检索数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

    说白了,就是where后的条件,字段要命中索引,并且唯一。不然就会锁表。以下举些例子:
    假设kid是表table的一个索引字段,且值不唯一

    1.如果kid 有多个值为12的记录那么:

    update table set name=’lxqn’ where kid=12;  
    

    会锁表(不唯一)

    2.如果kid有唯一的值为1的记录那么:

    update table  set name=’lxqn’ where kid=1;  
    

    不会锁

    如果where后的条件字段,不是索引,则锁表(待确认)

    总结:用索引字段做为条件进行修改时, 是否表锁的取决于这个索引字段能否确定记录唯一,当索引值对应记录不唯一,会进行锁表,相反则行锁。

    如果有两个delete,kid1与kid2是索引字段

    delete from table where  kid1=1 and kid2=2;
    
    delete from table where  kid1=1 and kid2=3;
    

    这样的两个delete 是不会锁表的

    delete from table where  kid1=1 and kid2=2;
    
    delete from table where  kid1=1 ;
    

    这样的两个delete 会锁表

    总结:同一个表,如果进行删除操作时,尽量让删除条件统一,否则会相互影响造成锁表

    处理日常业务中通用的一类问题

    select+update业务,代表者一类问题。
    比如用户充值的业务,细分的步骤应该是,

    • 先查余额表,查到用户的余额数
    • 然后加上请求来的充值金额
    • update余额表

    有三种方案可以处理这类问题,会在最后一段里,比较三者的优缺点,以及总结各自适用场景。

    1. 方案一
    update tb_user_balance set total_amount = total_amount+?,last_update_time=now() where user_guid=?;
    

    直接使用update获取排他锁,在一条sql里完成。具体的业务金额相加操作放到sql语句里。
    场景。

    1. 方案二
    trancation begin
    select total_amount from tb_user_balance where user_guid = ? for update;
    //具体的业务操作
    total_amount = total_amount + xxx
    update tb_user_balance set total_amount = total_amount where user_guid = ?;
    trancation end
    

    使用for update语法,给查询余额语句,获取排他锁;具体的充值相加业务独立出来,放到sql外边,去操作;然后更新余额。
    这个方案需要加上事务,需要把autocommit属性设置为false,默认是自动提交的。

    3.方案三

    select total_amount,version from tb_user_balance where user_guid =?;
    //具体的业务操作
    total_amount = total_amount + xxx
    update tb_user_balance set total_amount = total_amount and version=version+1 where user_guid =? and version = #{version};
    

    使用的是类cas操作,乐观锁。在表中添加一个版本号的概念, 一开始初始化一个值,每次更新操作都对版本号version加1。
    有没有发现这个思想,跟版本控制工具svn的设计很像。
    先查出来用户的金额和版本值;处理金额充值业务;更新余额,更新的条件,加上版本号要等于之前查到的版本号。因为如果不等的话,说明已经有别的事务请求,对这个用户的余额记录进行变动了。就放弃这次操作,再来一次。

    悲观锁和乐观锁的适用场景

    先比较下
    方案一
    优点:简单直接
    缺点:业务操作放到了sql里,如果是比较复杂的业务,甚至是查到结果,然后需要再操作几条sql语句,再去update金额,就不适合了,因为sql里边的业务复杂的话,后续修改会非常晦涩,不宜维护,并且可能会改的更为复杂。

    方案二
    优点:避免的方案一的缺点。
    缺点:这个操作,在查询的时候会有加锁的动作(排他锁)。性能是会有所损失。

    方案三
    优点:避免了方案一和方案二的缺点。并发能力强
    缺点:在一些要求必须操作成功的(must done)场景,比如运营后台操作,有概率操作不成功。在一些写很多的场景,并发冲突多的场景,不适合。应该会导致更新不成功,需要重试。

    结合以上的分析,总结三种方案的使用场景。
    方案一适合业务操作简单的,比如就是充值的余额增加。
    业务操作复杂的需要使用方案二方案三。

    而根据业务的读写量场景多少,可选择是方案二还是方案三
    如果写操作频繁并且冲突比例很高,那么适合用悲观写独占锁
    如果对读的相应速度要求比较高,适合用乐观锁,因为悲观锁会阻塞。
    如果是读多写少的场景,因为大量的读会被少量的写阻塞。

    参考博文
    http://www.hollischuang.com/archives/934
    http://www.topthink.com/topic/815.html
    http://blog.csdn.net/yonghumingbuzhidao/article/details/8330795

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