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聊聊数据库乐观锁和悲观锁

java那些事 · 公众号 · Java · 2019-02-15 16:00

正文

作者：黄青石

链接：www.cnblogs.com/huangqingshi

在写入数据库的时候需要有锁，比如同时写入数据库的时候会出现丢数据，那么就需要锁机制。

数据锁分为乐观锁和悲观锁

它们使用的场景如下：

乐观锁适用于写少读多的情景，因为这种乐观锁相当于JAVA的CAS，所以多条数据同时过来的时候，不用等待，可以立即进行返回。
悲观锁适用于写多读少的情景，这种情况也相当于JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量数据过来的时候，只有一条数据可以被写入，其他的数据需要等待。执行完成后下一条数据可以继续。

他们实现的方式上有所不同。

乐观锁采用版本号的方式，即当前版本号如果对应上了就可以写入数据，如果判断当前版本号不一致，那么就不会更新成功，

比如

update table set column = value
where version = $ { version } and otherKey = $ { otherKey }

悲观锁实现的机制一般是在执行更新语句的时候采用for update方式，

比如

update table set column = 'value' for update

这种情况where条件呢一定要涉及到数据库对应的索引字段，这样才会是行级锁，否则会是表锁，这样执行速度会变慢。

下面我就弄一个spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，然后逐渐的实现乐观锁和悲观锁。

假设有一个场景，有一个catalog商品目录表，然后还有一个browse浏览表，假如一个商品被浏览了，那么就需要记录下浏览的user是谁，并且记录访问的总数。

表的结构非常简单：

create table catalog (
id int ( 11 ) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键' ,
name varchar ( 50 ) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名称' ,
browse_count int ( 11 ) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '浏览数' ,
version int ( 11 ) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁，版本号' ,
PRIMARY KEY ( id )
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 ;
CREATE table browse (
id int ( 11 ) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键' ,
cata_id int ( 11 ) NOT NULL COMMENT '商品ID' ,
user varchar ( 50 ) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '' ,
create_time timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间' ,
PRIMARY KEY ( id )
) ENGINE = INNODB DEFAULT CHARSET = utf8 ;

POM.XML的依赖如下：

xml version = "1.0" encoding = "UTF-8" ?>
xmlns = "http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi = "http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation = "http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd" >
4.0.0
org.springframework.boot
spring-boot-starter-parent
2.1.1.RELEASE
com.hqs
dblock
1.0-SNAPSHOT
dblock
Demo project for Spring Boot
1.8
org.springframework.boot
spring-boot-starter-web
org.springframework.boot
spring-boot-devtools
runtime
mysql
mysql-connector-java
runtime
org.springframework.boot
spring-boot-starter-test
test
org.springframework.boot
spring-boot-starter-data-jpa
mysql
mysql-connector-java
org.projectlombok
lombok
true
org.aspectj
aspectjweaver
1.8.4
org.springframework.boot
spring-boot-maven-plugin

项目的结构如下：

介绍一下项目的结构的内容：

entity包：实体类包。
repository包：数据库repository
service包：提供服务的service
controller包: 控制器写入用于编写requestMapping。相关请求的入口类
annotation包：自定义注解，用于重试。
aspect包：用于对自定义注解进行切面。
DblockApplication： springboot的启动类。
DblockApplicationTests：测试类。

咱们看一下核心代码的实现，参考如下，使用dataJpa非常方便，集成了CrudRepository就可以实现简单的CRUD，非常方便，有兴趣的同学可以自行研究。

实现乐观锁的方式有两种：

更新的时候将version字段传过来，然后更新的时候就可以进行version判断，如果version可以匹配上，那么就可以更新（方法：updateCatalogWithVersion）。
在实体类上的version字段上加入version，可以不用自己写SQL语句就可以它就可以自行的按照version匹配和更新，是不是很简单。

public interface CatalogRepository extends CrudRepository < Catalog , Long > {
@Query ( value = "select * from Catalog a where a.id = :id for update" , nativeQuery = true )
Optional < Catalog > findCatalogsForUpdate ( @Param ( "id" ) Long id );
@Lock ( value = LockModeType . PESSIMISTIC_WRITE ) //代表行级锁
@Query ( "select a from Catalog a where a.id = :id" )
Optional < Catalog > findCatalogWithPessimisticLock ( @Param ( "id" ) Long id );
@Modifying ( clearAutomatically = true ) //修改时需要带上
@Query ( value = "update Catalog set browse_count = :browseCount, version = version + 1 where id = :id " +
"and version = :version" , nativeQuery = true )
int updateCatalogWithVersion ( @Param ( "id" ) Long id , @Param ( "browseCount" ) Long browseCount , @Param ( "version" ) Long version );
}

实现悲观锁的时候也有两种方式：

自行写原生SQL，然后写上for update语句。（方法：findCatalogsForUpdate）
使用@Lock注解，并且设置值为LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE即可代表行级锁。

还有我写的测试类，方便大家进行测试：

package com . hqs . dblock ;
import org . junit . Test ;
import org . junit . runner . RunWith ;
import org . springframework . beans . factory . annotation . Autowired ;
import org . springframework . boot . test . context . SpringBootTest ;
import org . springframework . boot . test . web . client . TestRestTemplate ;
import org . springframework . test . context . junit4 . SpringRunner ;
import org . springframework . util . LinkedMultiValueMap ;
import org . springframework . util . MultiValueMap ;
@RunWith ( SpringRunner . class )
@SpringBootTest ( classes = DblockApplication . class , webEnvironment = SpringBootTest . WebEnvironment . RANDOM_PORT )
public class DblockApplicationTests {
@Autowired
private TestRestTemplate testRestTemplate ;
@Test
public void browseCatalogTest () {
String url = "http://localhost:8888/catalog" ;
for ( int i = 0 ; i < 100 ; i ++) {
final int num = i ;
new Thread (() -> {
MultiValueMap < String , String > params = new LinkedMultiValueMap <>();
params . add ( "catalogId" , "1" );
params . add ( "user" , "user" + num );
String result = testRestTemplate . postForObject ( url , params , String . class );
System . out . println ( "-------------" + result );
}
). start ();
}
}
@Test
public void browseCatalogTestRetry () {
String url = "http://localhost:8888/catalogRetry" ;
for ( int i = 0 ; i < 100 ; i ++) {
final int num = i ;
new Thread (() -> {
MultiValueMap < String , String > params = new LinkedMultiValueMap <>();
params . add ( "catalogId" , "1" );
params . add ( "user" , "user" + num );
String result = testRestTemplate . postForObject ( url , params , String . class );
System . out . println ( "-------------" + result );
}
). start ();
}
}
}

调用100次，即一个商品可以浏览一百次，采用悲观锁，catalog表的数据都是100，并且browse表也是100条记录。采用乐观锁的时候，因为版本号的匹配关系，那么会有一些记录丢失，但是这两个表的数据是可以对应上的。

乐观锁失败后会抛出ObjectOptimisticLockingFailureException，那么我们就针对这块考虑一下重试，下面我就自定义了一个注解，用于做切面。

package com . hqs . dblock . annotation ;
import

聊聊数据库乐观锁和悲观锁

正文

数据锁分为乐观锁和悲观锁

项目的结构如下：

实现乐观锁的方式有两种：

实现悲观锁的时候也有两种方式：

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