JPA 各種實體鎖模式的區(qū)別

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為了能夠同步訪問實體野宜,JPA提供了2種鎖機(jī)制。這兩種機(jī)制都可以避免兩個事務(wù)中的其中一個辞嗡,在不知情的情況下覆蓋另一個事務(wù)的數(shù)據(jù)。

通過實體鎖滞造,我們通常希望避免在兩個并行事務(wù)中產(chǎn)生如下情形:

  1. Adam的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) X
  2. Barbara的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) X
  3. Adam的事務(wù)修改數(shù)據(jù) X续室,并將其修改為 XA
  4. Adam的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XA
  5. Barbara的事務(wù)修改數(shù)據(jù) X,并將其修改為 XB
  6. Barbara的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XB

結(jié)果是谒养,Adam所做的修改完全被Barbara所覆蓋掉了挺狰,但是Barbara對此卻毫不知曉。像這樣的情況通常被稱為“臟讀”买窟。顯然丰泊,我們希望的結(jié)果是Adam寫入 XA,而Barbara需要在寫入 XB之前檢查對 XA 的修改始绍。

樂觀鎖的工作原理

樂觀鎖基于的假設(shè)是實際中沖突很少發(fā)生瞳购,即使發(fā)生,拋出一個錯誤也比想辦法避免它們更容易接受和簡單亏推。在樂觀鎖中学赛,允許一個事務(wù)正確完成,但另一個事務(wù)需要拋出異常并回滾吞杭,并且必須被重新執(zhí)行或者丟棄盏浇。

我們還以Adam和Barbara為例,下面是一個使用樂觀鎖可能發(fā)生的情形:

  1. Adam的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) X
  2. Barbara的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) X
  3. Adam的事務(wù)修改數(shù)據(jù) X芽狗,并將其修改為 XA
  4. Adam的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XA
  5. Barbara的事務(wù)修改數(shù)據(jù) X绢掰,并將其修改為 XB
  6. Barbara的事務(wù)試圖寫入數(shù)據(jù) XB,但是收到一個錯誤
  7. Barbara需要讀取數(shù)據(jù) XA(或者重新開始一個新的事務(wù))
  8. Barbara的事務(wù)修改數(shù)據(jù) XA译蒂,并將其修改為 XAB
  9. Barbara的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XAB

如你所見曼月,Barbara被強(qiáng)制要求檢查Adam的修改谊却,并且她可以選擇繼續(xù)修改Adam的結(jié)果并保存(合并修改)柔昼。最后的數(shù)據(jù)將同時包括Adam和Barbara的修改。

樂觀鎖完全由JPA控制炎辨。它需要在DB表中額外存儲一個版本號列捕透。它完全依靠于底層用來存儲關(guān)系型數(shù)據(jù)的DB引擎來工作。

悲觀鎖的工作原理

對于某些人來說碴萧,悲觀鎖更容易接受乙嘀。當(dāng)事務(wù)需要修改一個可能被其他事務(wù)同時修改的實體時,事務(wù)會發(fā)起一個命令將實體鎖住破喻。所有的鎖會持續(xù)到事務(wù)結(jié)束后再自動釋放虎谢。

使用悲觀鎖的情形可能如下所示:

  1. Adam的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) X
  2. Adam的事務(wù)鎖住 X
  3. Barbara的事務(wù)希望讀取數(shù)據(jù) X,但是因為 X 已經(jīng)被鎖住曹质,只好等待
  4. Adam的事務(wù)修改數(shù)據(jù) X婴噩,并將其修改為 XA
  5. Adam的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XA
  6. Barbara的事務(wù)讀取數(shù)據(jù) XA
  7. Barbara的事務(wù)修改數(shù)據(jù) XA擎场,并將其修改為 XAB
  8. Barbara的事務(wù)寫入數(shù)據(jù) XAB

如你所見,Barbara又一次被強(qiáng)制的寫入 XAB几莽,同時也包含了Adam的修改迅办。但是,這個方案與樂觀鎖完全不同——Barbara需要等待Adam的事務(wù)完成以后才能夠讀取數(shù)據(jù)章蚣。更甚的是站欺,為了讓該場景正確工作,我們需要在兩個事務(wù)中都手動發(fā)起一個lock命令纤垂。(因為我們并不確定那個事務(wù)先運(yùn)行矾策,所以兩個事務(wù)都需要在修改數(shù)據(jù)前先進(jìn)行鎖定)雖然樂觀鎖要為每個實體增加一個版本列,比悲觀鎖工作略多峭沦,但是之后我們不需要再在事務(wù)中發(fā)起鎖操作了蝴韭。JPA會自動完成所有的檢查,我們只需要處理可能的異常即可熙侍。

悲觀鎖使用底層數(shù)據(jù)庫提供的鎖機(jī)制來鎖住表中已有的記錄榄鉴。JPA需要知道如何觸發(fā)這些鎖,并且尚不能完全支持某些數(shù)據(jù)庫蛉抓。

即使是JPA規(guī)范中也說到庆尘,不需要提供PESSIMISTIC_READ(因為許多DB只支持WRITE鎖):

允許JPA實現(xiàn)用LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE來代替LockModeType.PESSIMISTIC_READ,但是反之不可巷送。

JPA中可用的鎖類型

首先驶忌,我想說,對于實體中有添加了@Version注解的列笑跛,JPA會自動對該實體使用樂觀鎖付魔。你不需要使用任何鎖命令。但是飞蹂,你可以在任何時候發(fā)起一個以下類型的鎖:

  1. LockModeType.Optimistic
    1. 這就是默認(rèn)的鎖類型几苍。也是如ObjectDB所說通常被大家所忽略的鎖類型。在我的印象中陈哑,只有在需要動態(tài)獲取并傳遞鎖類型時妻坝,才會用到它,即使我們很清楚最后的鎖是OPTIMISTIC的惊窖。雖然這個例子不太恰當(dāng)刽宪,但是一個好的API設(shè)計,即使是默認(rèn)值也應(yīng)該為其提供一個可選項界酒。
    2. 示例:Java
LockModeType lockMode = resolveLockMode();
A a = em.find(A.class, 1, lockMode);
  1. LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT

    1. 這個選項很少被用到圣拄。但是如果你希望用另一個實體來鎖住對當(dāng)前實體的引用,就需要使用它毁欣。換句話說庇谆,即使當(dāng)前實體沒有被修改赁遗,但是其他實體可能因為當(dāng)前實體被修改,你就可以用它來鎖住對當(dāng)前實體的引用族铆。
    2. 示例:
      1. 假設(shè)我們有兩個實體“書(Book)”和“書架(Shelf)”岩四。我們可以將書添加到書架中,但是書不持有對其書架的引用哥攘。我們需要對所有移動書到其他書架的動作加鎖剖煌,以避免一本書被放在2個書架上。為了鎖住這個動作逝淹,光鎖住當(dāng)前的書架實體是不夠的耕姊,因為書可能還沒有放到某個書架上。鎖住所有書架也不合理栅葡,因為他們在不同的事務(wù)中可能都是不同的茉兰。唯一合理的是鎖住書實體本身,即使在我們這個例子中它并沒有發(fā)生變化(因為它并不持有其書架的引用)欣簇。
  2. LockModeType.PESSIMISTIC_READ

    1. 這個模式類似于LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE规脸,但是有一點(diǎn)不同:如果沒有事務(wù)對實體加寫鎖,那么就不能阻塞對該實體的讀取熊咽。它還允許其他事務(wù)使用LockModeType.PESSIMISTIC_READ來加鎖莫鸭。WRITE鎖和READ鎖之間的區(qū)別,已經(jīng)被這兩篇文章(here (ObjectDB)here (OpenJPA))很詳細(xì)的說明了横殴。但是被因,不僅因為規(guī)范中允許,而且許多實現(xiàn)也沒有分開處理衫仑,所以該鎖模式經(jīng)常被等價于LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE梨与。
  3. LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE

    1. 這是LockModeType.PESSIMISTIC_READ的增強(qiáng)版。當(dāng)WRITE鎖發(fā)生時文狱,JPA在數(shù)據(jù)庫的幫助下粥鞋,會阻止其他事務(wù)讀取實體,而不像READ鎖那樣只禁止寫入如贷。
  4. LockModeType.PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT

    1. 這是另一個很少使用的鎖模式陷虎。但是,它可以用來結(jié)合PESSIMISTICOPTIMISTIC時使用杠袱。在以下場景中,單獨(dú)使用PESSIMISTIC_WRITE是無效的:

      1. 事務(wù)A使用樂觀鎖并讀取實體E
      2. 事務(wù)B請求實體E上的WRITE鎖
      3. 事務(wù)B提交并釋放E上的鎖
      4. 事務(wù)A更新E并提交
    2. 在步驟4中窝稿,如果事務(wù)B沒有增加版本列的值楣富,那么就無法阻止事務(wù)A覆蓋B的修改。即使事務(wù)B使用的是悲觀鎖伴榔,鎖模式LockModeType.PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT也會強(qiáng)制事務(wù)B更新版本號纹蝴,并讓事務(wù)A失敗并拋出OptimisticLockException庄萎。

為了發(fā)起一個指定類型的鎖,JPA提供了以下方法:

你可以使用JPA中這兩種鎖機(jī)制中的任意一種。如果需要兼犯,也可以選擇悲觀鎖類型PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT忍捡,把二者混起來用。

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