1. 程式人生 > >資料庫中樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖和排它鎖的理解

資料庫中樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖和排它鎖的理解

mysql5.6

我們在操作資料庫的時候,可能會由於併發問題而引起的資料的不一致性(資料衝突)

樂觀鎖

樂觀鎖不是資料庫自帶的,需要我們自己去實現。樂觀鎖是指操作資料庫時(更新操作),想法很樂觀,認為這次的操作不會導致衝突,在操作資料時,並不進行任何其他的特殊處理(也就是不加鎖),而在進行更新後,再去判斷是否有衝突了。

通常實現是這樣的:在表中的資料進行操作時(更新),先給資料表加一個版本(version)欄位,每操作一次,將那條記錄的版本號加1。也就是先查詢出那條記錄,獲取出version欄位,如果要對那條記錄進行操作(更新),則先判斷此刻version的值是否與剛剛查詢出來時的version的值相等,如果相等,則說明這段期間,沒有其他程式對其進行操作,則可以執行更新,將version欄位的值加1;如果更新時發現此刻的version值與剛剛獲取出來的version的值不相等,則說明這段期間已經有其他程式對其進行操作了,則不進行更新操作。

舉例:

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};

除了自己手動實現樂觀鎖之外,現在網上許多框架已經封裝好了樂觀鎖的實現,如hibernate,需要時,可能自行搜尋"hiberate 樂觀鎖"試試看。

悲觀鎖

與樂觀鎖相對應的就是悲觀鎖了。悲觀鎖就是在操作資料時,認為此操作會出現資料衝突,所以在進行每次操作時都要通過獲取鎖才能進行對相同資料的操作,這點跟java中的synchronized很相似,所以悲觀鎖需要耗費較多的時間。另外與樂觀鎖相對應的,悲觀鎖是由資料庫自己實現了的,要用的時候,我們直接呼叫資料庫的相關語句就可以了。

說到這裡,由悲觀鎖涉及到的另外兩個鎖概念就出來了,它們就是共享鎖與排它鎖。共享鎖和排它鎖是悲觀鎖的不同的實現,它倆都屬於悲觀鎖的範疇。

共享鎖

共享鎖指的就是對於多個不同的事務,對同一個資源共享同一個鎖。相當於對於同一把門,它擁有多個鑰匙一樣。就像這樣,你家有一個大門,大門的鑰匙有好幾把,你有一把,你女朋友有一把,你們都可能通過這把鑰匙進入你們家,一下理解了哈,沒錯,這個就是所謂的共享鎖。

剛剛說了,對於悲觀鎖,一般資料庫已經實現了,共享鎖也屬於悲觀鎖的一種,那麼共享鎖在mysql中是通過什麼命令來呼叫呢。通過查詢資料,瞭解到通過在執行語句後面加上lock in share mode就代表對某些資源加上共享鎖了。

比如,我這裡通過mysql開啟兩個查詢編輯器,在其中開啟一個事務,並不執行commit語句
 

begin;
SELECT * from city where id = "1"  lock in share mode;

然後在另一個查詢視窗中,對id為1的資料進行更新

update  city set name="666" where id ="1";

此時,操作介面進入了卡頓狀態,過幾秒後,也提示錯誤資訊

[SQL]update  city set name="666" where id ="1";
[Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

那麼證明,對於id=1的記錄加鎖成功了,在上一條記錄還沒有commit之前,這條id=1的記錄被鎖住了,只有在上一個事務釋放掉鎖後才能進行操作,或用共享鎖才能對此資料進行操作。

再實驗一下:

update city set name="666" where id ="1" lock in share mode;

[Err] 1064 - You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'lock in share mode' at line 1

加上共享鎖後,也提示錯誤資訊了,通過查詢資料才知道,對於update,insert,delete語句會自動加排它鎖的原因

於是,我又試了試SELECT * from city where id = "1" lock in share mode;


這下成功了。

排它鎖

排它鎖與共享鎖相對應,就是指對於多個不同的事務,對同一個資源只能有一把鎖。

與共享鎖型別,在需要執行的語句後面加上for update就可以了

行鎖

行鎖,由字面意思理解,就是給某一行加上鎖,也就是一條記錄加上鎖。

比如之前演示的共享鎖語句

SELECT * from city where id = "1"  lock in share mode; 

由於對於city表中,id欄位為主鍵,就也相當於索引。執行加鎖時,會將id這個索引為1的記錄加上鎖,那麼這個鎖就是行鎖。

以上是轉發他人;

下面我說一下laravel中的樂觀鎖 悲觀鎖

悲觀鎖 & 樂觀鎖

悲觀鎖(Pessimistic Lock),顧名思義,就是很悲觀,每次去拿資料的時候都認為別人會修改,所以每次在拿資料的時候都會上鎖,這樣別人想拿這個資料就會阻塞直到它拿到鎖。傳統的關係型資料庫裡邊就用到了很多這種鎖機制,比如行鎖、表鎖、讀鎖、寫鎖等,都是在做操作之前先上鎖。

樂觀鎖(Optimistic Lock),顧名思義,就是很樂觀,每次去拿資料的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料,可以使用版本號等機制實現。樂觀鎖適用於多讀的應用型別,這樣可以提高吞吐量,像資料庫如果提供類似於 write_condition 機制的其實都是提供的樂觀鎖。

下面我們看下悲觀鎖和樂觀鎖在 Laravel 中的使用:

悲觀鎖使用

Laravel 查詢構建器提供了一些方法幫助你在 select 語句中實現“悲觀鎖”。可以在查詢中使用 sharedLock 方法從而在執行語句時帶一把”共享鎖“。共享鎖可以避免被選擇的行被修改直到事務提交:

DB::table('users')->where('votes', '>', 100)->sharedLock()->get();

上面這個查詢等價於下面這條 SQL 語句:

select * from `users` where `votes` > '100' lock in share mode

此外你還可以使用 lockForUpdate 方法。“for update”鎖避免選擇行被其它共享鎖修改或刪除:

DB::table('users')->where('votes', '>', 100)->lockForUpdate()->get();

上面這個查詢等價於下面這條 SQL 語句:

select * from `users` where `votes` > '100' for update

for update 與 lock in share mode 都是用於確保被選中的記錄值不能被其它事務更新(上鎖),兩者的區別在於 lock in share mode 不會阻塞其它事務讀取被鎖定行記錄的值,而 for update 會阻塞其他鎖定性讀對鎖定行的讀取(非鎖定性讀仍然可以讀取這些記錄,lock in share mode 和 for update 都是鎖定性讀)。

這麼說比較抽象,我們舉個計數器的例子:在一條語句中讀取一個值,然後在另一條語句中更新這個值。使用 lock in share mode 的話可以允許兩個事務讀取相同的初始化值,所以執行兩個事務之後最終計數器的值+1;而如果使用 for update 的話,會鎖定第二個事務對記錄值的讀取直到第一個事務執行完成,這樣計數器的最終結果就是+2了。

樂觀鎖使用

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。

總結

兩種鎖各有優缺點,不可認為一種好於另一種,像樂觀鎖適用於寫比較少的情況下,即衝突真的很少發生的時候,這樣可以省去了鎖的開銷,加大了系統的整個吞吐量。但如果經常產生衝突,上層應用會不斷的進行重試,這樣反倒是降低了效能,所以這種情況下用悲觀鎖就比較合適。