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資料庫的悲觀鎖和樂觀鎖

一 :悲觀鎖(Pessimistic Locking) 

悲觀鎖,正如其名,它指的是對資料被外界(包括本系統當前的其他事務,以及來自外部系統的事務處理)修改持保守態度,因此,在整個資料處理過程中,將資料處於鎖定 狀態。悲觀鎖的實現,往往依靠資料庫提供的鎖機制(也只有資料庫層提供的鎖機制才能 真正保證資料訪問的排他性,否則,即使在本系統中實現了加鎖機制,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呼叫: 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。 本次事務提交之前(事務提交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,也是基於資料庫的鎖機制實現。 下面的程式碼實現了對查詢記錄的加鎖:

關於資料庫鎖機制 - 微湖水生 - 微湖水生的部落格 String
hqlStr = " from TUser as user where user.name=’Erica’ " ; 
關於資料庫鎖機制 - 微湖水生 - 微湖水生的部落格Query
query = session.createQuery(hqlStr); 
關於資料庫鎖機制 - 微湖水生 - 微湖水生的部落格query.setLockMode( " user " ,LockMode.UPGRADE); // 加鎖 
關於資料庫鎖機制 - 微湖水生 - 微湖水生的部落格 List
userList = query.list(); // 執行查詢,

獲取資料 query.setLockMode 對查詢語句中特定別名所對應的記錄進行加鎖(我們為 TUser類指定了一個別名“user”),這裡也就是對返回的所有user記錄進行加鎖。 觀察執行期Hibernate生成的SQL語句:

關於資料庫鎖機制 - 微湖水生 - 微湖水生的部落格 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子句實現了悲觀鎖機制。 Hibernate的加鎖模式有: 
? LockMode.NONE : 無鎖機制。 
? LockMode.WRITE :Hibernate在Insert和Update記錄的時候會自動 獲取。 
? LockMode.READ : Hibernate在讀取記錄的時候會自動獲取。 

以上這三種鎖機制一般由Hibernate內部使用,如Hibernate為了保證Update 過程中物件不會被外界修改,會在save方法實現中自動為目標物件加上WRITE鎖。

? LockMode.UPGRADE :利用資料庫的for update子句加鎖。 
? LockMode. UPGRADE_NOWAIT :Oracle的特定實現,利用Oracle的for update nowait子句實現加鎖。 

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現: 
Criteria.setLockMode 
Query.setLockMode 
Session.lock 
注意,只有在查詢開始之前(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載入進來,所謂資料庫加鎖也就無從談起。

二 :樂觀鎖(Optimistic Locking) 
相對悲觀鎖而言,樂觀鎖機制採取了更加寬鬆的加鎖機制。悲觀鎖大多數情況下依 靠資料庫的鎖機制實現,以保證操作最大程度的獨佔性。但隨之而來的就是資料庫 效能的大量開銷,特別是對長事務而言,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,並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),如果採用悲觀鎖機制,也就意味著整個操作過 程中(從操作員讀出資料、開始修改直至提交修改結果的全過程,甚至還包括操作 員中途去煮咖啡的時間),資料庫記錄始終處於加鎖狀態,可以想見,如果面對幾 百上千個併發,這樣的情況將導致怎樣的後果。
樂觀鎖機制在一定程度上解決了這個問題。樂觀鎖 大多是基於資料版本 (Version)記錄機制實現。何謂資料版本?即為資料增加一個版本標識,在基於 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”欄位來 實現。 讀取出資料時,將此版本號一同讀出,之後更新時,對此版本號加一。此時,將提 交資料的版本資料與資料庫表對應記錄的當前版本資訊進行比對,如果提交的資料
版本號大於資料庫表當前版本號,則予以更新,否則認為是過期資料。 對於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欄位,當前值為1;而當前帳戶餘額欄位(balance)為$100。 
1 :操作員A 此時將其讀出(version=1),並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),並 從其帳戶餘額中扣除$20($100-$20)。 
3: 操作員A完成了修改工作,將資料版本號加一(version=2),連同帳戶扣 除後餘額(balance=$50),提交至資料庫更新,此時由於提交資料版本大 於資料庫記錄當前版本,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,也將版本號加一(version=2)試圖向資料庫提交數 據(balance=$80),但此時比對資料庫記錄版本時發現,操作員B提交的 資料版本號為2,資料庫記錄當前版本也為2,不滿足“提交版本必須大於記 錄當前版本才能執行更新“的樂觀鎖策略,因此,操作員B 的提交被駁回。 這樣,就避免了操作員B 用基於version=1 的舊資料修改的結果覆蓋操作 員A的操作結果的可能