高并發(fā)與鎖

DRP學習中剧蚣,我們對可能引起并發(fā)操作的情況使用了鎖意敛,這次先理論上看看并發(fā)控制與鎖的一些內容吧眷细。

并發(fā)控制

在多用戶環(huán)境中,在同一時間可能會有多個用戶更新相同的記錄旷余,這會產生沖突绢记。這就是并發(fā)性。典型的沖突有:
** 1正卧、丟失更新(Lost updates)**
一個事務的更新覆蓋了其它事務的更新結果蠢熄,就是所謂的更新丟失。例如:用戶A把值從6改為2炉旷,用戶B把值從2改為6签孔,則用戶A丟失了他的更新。
** 2窘行、臟讀(Dirty reads)**
當一個事務讀取其它完成一半事務的記錄時饥追,就會發(fā)生臟讀取。例如:用戶A,B看到的值都是6罐盔,用戶B把值改為2但绕,用戶A讀到的值仍為6。
3惶看、不可重復讀(Non-repeatable reads) 當一個進程讀取了一筆數(shù)據(jù)后捏顺,另一個進程更新了同一筆數(shù)據(jù),然后第一個進程再次讀取同一筆數(shù)據(jù)纬黎,卻得到了 與第一次讀取不同的結果幅骄。
在事務A更新記錄之后(update Customers set Name = 'B' where Name = 'A'),事務B讀取相同記錄(select Name form Customers where Name = 'A')本今,但事務B拿到的是事務A更新之后的數(shù)據(jù)(Customers.Name的值為'B')拆座,在事務B讀取記錄之后主巍,事務A進行了事務回滾(Customers.Name的值為'A'),導致事務B的數(shù)據(jù)是不真實的挪凑。 4孕索、幻讀(Phantoms) 幻讀與臟讀的相似之處在于:兩者都是兩次讀取的結果不一致。不同之處在于:幻讀是兩次讀取的記錄數(shù)量不一致躏碳,而臟讀是兩次讀取的記錄的數(shù)據(jù)不一致檬果。事務A讀取記錄之后(select * from Customers where Name like 'A%'),事務B又插入了符合事務A讀取條件的新記錄(insert into Customers(Name) values('AAA'))唐断,那么當事務A再用相同條件讀取記錄時,得到的集合卻與上一次讀取不同(多了記錄)杭抠。

解決方案:線程同步和加鎖

通常我們解決并發(fā)問題使用同步和加鎖兩種方式脸甘。同步中,我們通過Java中的synchronized關鍵字來實現(xiàn)偏灿,但這樣通常會帶來性能和效率上的一些問題丹诀。這次,我們主要講解鎖翁垂。鎖機制中铆遭,我們可以根據(jù)不同情況使用悲觀鎖或樂觀鎖。

  • 悲觀鎖(Pessimistic Lock), 顧名思義沿猜,就是很悲觀枚荣,每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人會修改,所以每次在拿數(shù)據(jù)的時候都會上鎖啼肩,這樣別人想拿這個數(shù)據(jù)就會block直到它拿到鎖橄妆。傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫里邊就用到了很多這種鎖機制,比如行鎖祈坠,表鎖等害碾,讀鎖,寫鎖等赦拘,都是在做操作之前先上鎖慌随。 對于悲觀鎖躺同,我們可以提供一個值作為鎖的參數(shù)蹦漠。比如一個鍵默認會被鎖定15秒。15秒過后车海,如果你還沒有手動的釋放鎖,那么使程序自動的為你釋放埋同。 悲觀鎖的實現(xiàn),往往依靠數(shù)據(jù)庫提供的鎖機制(也只有數(shù)據(jù)庫層提供的鎖機制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問的排他性虱肄,否則,即使在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了加鎖機制集嵌,也無法保證外部系統(tǒng)不會修改數(shù)據(jù))。但隨之而來的就是數(shù)據(jù)庫性能的大量開銷凤粗,特別是對長事務而言,這樣的開銷往往無法承受。
  • 樂觀鎖: 樂觀鎖(Optimistic Lock), 就是很樂觀应役,每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖袍祖,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數(shù)據(jù)捐凭。 而樂觀鎖機制在一定程度上解決了數(shù)據(jù)庫性能開銷這個問題。它大多是基于數(shù)據(jù)版本( Version )記錄機制實現(xiàn)垦梆。 可以使用版本號、時間戳等機制。樂觀鎖適用于多讀的應用類型,這樣可以提高吞吐量温艇,像數(shù)據(jù)庫如果提供類似于write_condition機制的其實都是提供的樂觀鎖讯检。

比較

  1. 兩種鎖各有優(yōu)缺點围段,不可認為一種好于另一種灸芳,像樂觀鎖適用于寫比較少的情況下冯遂,即沖突真的很少發(fā)生的時候,這樣可以省去了鎖的開銷儒洛,加大了系統(tǒng)的整個吞吐量向胡。但如果經(jīng)常產生沖突恼蓬,上層應用會不斷的進行retry,這樣反倒是降低了性能僵芹,所以這種情況下用悲觀鎖就比較合適拇派。
  2. 悲觀鎖和樂觀鎖最大的區(qū)別是是否一直鎖定資源荷辕,悲觀鎖在事物的全流程鎖定數(shù)據(jù)茧彤,樂觀鎖不鎖定數(shù)據(jù)(用讀寫鎖是阻塞事物珠洗,而用樂觀鎖則會導致回滾蛔糯,這個是一種事物沖突后的不同鎖的表象)拯腮。
  3. 悲觀鎖和樂觀鎖都是為了解決丟失更新問題或者是臟讀。悲觀鎖和樂觀鎖的重點就是是否在讀取記錄的時候直接上鎖蚁飒。悲觀鎖的缺點很明顯琼懊,需要一個持續(xù)的數(shù)據(jù)庫連接阁簸,這在web應用中已經(jīng)不適合了。

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