2、如何處理併發和同步

今天講的如何處理併發和同同步問題主要是通過鎖機制。

       我們需要明白，鎖機制有兩個層面。

       一種是程式碼層次上的，如java中的同步鎖，典型的就是同步關鍵字synchronized，這裡我不在做過多的講解，

       另外一種是資料庫層次上的，比較典型的就是悲觀鎖和樂觀鎖。這裡我們重點講解的就是悲觀鎖（傳統的物理鎖）和樂觀鎖。

       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：

       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，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： 
      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： 
      Ø LockMode.NONE ： 無鎖機制。 
      Ø LockMode.WRITE ： Hibernate 在 Insert 和 Update 記錄的時候會自動獲取
      Ø 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。 
      Ø LockMode.UPGRADE ：利用資料庫的 for update 子句加鎖。 
      Ø 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。

      為了更好的理解select... for update的鎖表的過程，本人將要以mysql為例，進行相應的講解

      1、要測試鎖定的狀況，可以利用MySQL的Command Mode ，開二個視窗來做測試。

          表的基本結構如下:

           表中內容如下:

          開啟兩個測試視窗，在其中一個視窗執行select * from ta for update0

          然後在另外一個視窗執行update操作如下圖:

          等到一個視窗commit後的圖片如下:

           到這裡，悲觀鎖機制你應該瞭解一些了吧~

           需要注意的是for update要放到mysql的事務中，即begin和commit中，否者不起作用。

           至於是鎖住整個表還是鎖住選中的行，請參考:

            至於hibernate中的悲觀鎖使用起來比較簡單，這裡就不寫demo了~感興趣的自己查一下就ok了~

          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，並在讀出的使用者數

據的基礎上進 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 。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。 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），大大提升了大併發量下的系 統整體效能表現。 需要注意的是，樂觀鎖機制往往基於系統中的資料儲存

邏輯，因此也具備一定的局 限性，如在上例中，由於樂觀鎖機制是在我們的系統中實現，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，因此可能

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，並進行相應調整（如 將樂觀鎖策略在資料庫儲存過程中實

現，對外只開放基於此儲存過程的資料更新途 徑，而不是將資料庫表直接對外公開）。