详解乐观锁、悲观锁以及它们各自的应用

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为什么需要锁(并发控制)?
在多用户环境中,在同一时间可能会有多个用户更新相同的记录,这会产生冲突。这就是著名的并发性问题。

典型的冲突有:

l 丢失更新:一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果,就是所谓的更新丢失。例如:用户A把值从6改为2,用户B把值从2改为6,则用户A丢失了他的更新。

l 脏读:当一个事务读取其它完成一半事务的记录时,就会发生脏读取。例如:用户A,B看到的值都是6,用户B把值改为2,用户A读到的值仍为6。

为了解决这些并发带来的问题,需要引入并发控制机制。

并发控制机制
悲观锁:假定会发生并发冲突,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。

乐观锁:假设不会发生并发冲突,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。 乐观锁不能解决脏读的问题。

乐观锁应用
总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改,一般会使用版本号机制或CAS操作实现。

version方式:一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

核心SQL代码:

update table set x=x+1, version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};

CAS操作方式:即compare and swap 或者 compare and set,涉及到三个操作数,数据所在的内存值,预期值,新值。当需要更新时,判断当前内存值与之前取到的值是否相等,若相等,则用新值更新,若失败则重试,一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试。

悲观锁应用
需要使用数据库的锁机制,比如SQL SERVER 的TABLOCKX(排它表锁) 此选项被选中时,SQL Server 将在整个表上置排它锁直至该命令或事务结束。这将防止其他进程读取或修改表中的数据。在Java中,synchronized的思想也是悲观锁。

SqlServer中使用

Begin Tran
select top 1 @TrainNo=T_NO
from Train_ticket with (UPDLOCK) where S_Flag=0
update Train_ticket
set T_Name=user,
T_Time=getdate(),
S_Flag=1
where T_NO=@TrainNo
commit
我们在查询的时候使用了with (UPDLOCK)选项,在查询记录的时候我们就对记录加上了更新锁,表示我们即将对此记录进行更新. 注意更新锁和共享锁是不冲突的,也就是其他用户还可以查询此表的内容,但是和更新锁和排它锁是冲突的.所以其他的更新用户就会阻塞.

实际上,在生产环境里如果并发量不大且不允许脏读,可以使用悲观锁解决并发问题;但如果系统的并发非常大的话,悲观锁定会带来非常大的性能问题,所以我们就要选择乐观锁定的方法。大家可以通过这个来判定选择什么锁。

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