前言
在上一個(gè)章節(jié)5分鐘帶你讀懂事務(wù)隔離性與隔離級(jí)別 的最后映砖，其實(shí)我們已經(jīng)提到了鎖的概念档押。本章節(jié)接下來(lái)將主要介紹以下數(shù)據(jù)庫(kù)悲觀鎖與樂(lè)觀鎖的相關(guān)知識(shí)。如有錯(cuò)誤還請(qǐng)大家及時(shí)指出~
問(wèn)題：
- 為什么需要鎖颜武？
- 什么是悲觀鎖？
- 什么是樂(lè)觀鎖拖吼？
- 悲觀鎖與樂(lè)觀鎖區(qū)別與聯(lián)系鳞上？
- 悲觀鎖與樂(lè)觀鎖的使用場(chǎng)景？
為什么需要鎖吊档？
在并發(fā)環(huán)境下篙议，如果多個(gè)客戶端訪問(wèn)同一條數(shù)據(jù)，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題怠硼，如何解決鬼贱，通過(guò)加鎖的機(jī)制趾断，常見的有兩種鎖，樂(lè)觀鎖和悲觀鎖吩愧，可以在一定程度上解決并發(fā)訪問(wèn)芋酌。
1. 悲觀鎖（Pessimistic Lock）
1.1 定義
百度百科：
悲觀鎖，正如其名雁佳，具有強(qiáng)烈的獨(dú)占和排他特性脐帝。它指的是對(duì)數(shù)據(jù)被外界（包括本系統(tǒng)當(dāng)前的其他事務(wù)，以及來(lái)自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理）修改持保守態(tài)度糖权，因此堵腹，在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，將數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài)星澳。悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)疚顷，往往依靠數(shù)據(jù)庫(kù)提供的鎖機(jī)制（也只有數(shù)據(jù)庫(kù)層提供的鎖機(jī)制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的排他性，否則禁偎，即使在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了加鎖機(jī)制腿堤，也無(wú)法保證外部系統(tǒng)不會(huì)修改數(shù)據(jù)）。
其他知識(shí)點(diǎn)
悲觀鎖主要是共享鎖或排他鎖
共享鎖又稱為讀鎖如暖，簡(jiǎn)稱S鎖笆檀，顧名思義，共享鎖就是多個(gè)事務(wù)對(duì)于同一數(shù)據(jù)可以共享一把鎖盒至，都能訪問(wèn)到數(shù)據(jù)酗洒，但是只能讀不能修改。
排他鎖又稱為寫鎖枷遂，簡(jiǎn)稱X鎖樱衷，顧名思義，排他鎖就是不能與其他所并存酒唉，如一個(gè)事務(wù)獲取了一個(gè)數(shù)據(jù)行的排他鎖矩桂，其他事務(wù)就不能再獲取該行的其他鎖，包括共享鎖和排他鎖黔州，但是獲取排他鎖的事務(wù)是可以對(duì)數(shù)據(jù)就行讀取和修改耍鬓。
1.2 案例分析
使用場(chǎng)景舉例：以MySQL InnoDB為例
作為演示，我們繼續(xù)使用之前的數(shù)據(jù)庫(kù)表：product表
| productId | productName | productPrice | productCount |
|---|---|---|---|
| 1 | 小米 | 1999 | 100 |
| 2 | 魅族 | 1999 | 100 |
首先我們需要set autocommit=0流妻，即不允許自動(dòng)提交
有看過(guò)上一篇文章5分鐘帶你讀懂事務(wù)隔離性與隔離級(jí)別 的同學(xué)牲蜀，可以看到最后我們使用事務(wù)隔離級(jí)別時(shí)，所引申出來(lái)的根本問(wèn)題就是可以通過(guò)鎖機(jī)制解決绅这。
問(wèn)題
在并發(fā)情況下回導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題：
如果有A涣达、B兩個(gè)用戶需要搶productId =1的小米手機(jī)，A、B用戶都查詢小米手機(jī)數(shù)量是100度苔，A購(gòu)買后修改商品的數(shù)量為99匆篓，B購(gòu)買后修改數(shù)量為99。
用法
每次獲取小米手機(jī)時(shí)寇窑，對(duì)該商品加排他鎖鸦概。也就是在用戶A獲取獲取 id=1 的小米手機(jī)信息時(shí)對(duì)該行記錄加鎖，期間其他用戶阻塞等待訪問(wèn)該記錄甩骏。代碼如下：
start transaction窗市；
select p.productCount from product p where p.productId = 1 for update;
update product p set p.productCount=p.productCount-1 where p.productId=1 ;
commit;
操作
下面同時(shí)打開兩個(gè)窗口模擬2個(gè)用戶并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)
| 時(shí)間軸 | 事務(wù)A | 事務(wù)B |
|---|---|---|
| T1 | start transaction; | |
| T2 | select p.productCount from product p where p.productId = 1 for update; | |
| T3 | start transaction; | |
| T4 | select p.productCount from product p where p.productId = 1 for update;(等待中...) |
流程說(shuō)明
- 用戶A start transaction開啟一個(gè)事物。前一步我們關(guān)閉了mysql的autocommit饮笛，所以需要手動(dòng)控制事務(wù)的提交咨察。
- 在獲得小米手機(jī)信息（productId = 1 ）時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)加鎖操作（for update）福青。與普通查詢方式不同摄狱，我們使用了
select…for update的方式，這樣就通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了悲觀鎖无午。在這個(gè)update事務(wù)提交之前其他外界是不能修改這條數(shù)據(jù)的媒役，但是這種處理方式效率比較低，一般不推薦使用指厌。 - 用戶B start transaction開啟一個(gè)事物刊愚。
- 用戶B 也進(jìn)行查詢操作，此時(shí)處于等待中（阻塞狀態(tài)）踩验。ps:需要等待用戶A事務(wù)提交后，才會(huì)執(zhí)行商玫。
注意：在事務(wù)中箕憾，只有select…for update(排他鎖) 或lock in share mode(共享鎖) 操作同一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)才會(huì)等待其它事務(wù)結(jié)束后才執(zhí)行，一般select... 則不受此影響拳昌。例如在 T3中執(zhí)行select p.productCount from product p where p.productId = 1;則能正常查詢出數(shù)據(jù)袭异，不會(huì)受第一個(gè)事務(wù)的影響。
2. 樂(lè)觀鎖（Optimistic Lock）
2.1 定義
百度百科：
樂(lè)觀鎖機(jī)制采取了更加寬松的加鎖機(jī)制炬藤。樂(lè)觀鎖是相對(duì)悲觀鎖而言御铃，也是為了避免數(shù)據(jù)庫(kù)幻讀、業(yè)務(wù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等原因引起數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤的一種機(jī)制沈矿，但樂(lè)觀鎖不會(huì)刻意使用數(shù)據(jù)庫(kù)本身的鎖機(jī)制上真，而是依據(jù)數(shù)據(jù)本身來(lái)保證數(shù)據(jù)的正確性。
其他知識(shí)點(diǎn)
實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖一般來(lái)說(shuō)有以下2種方式：
使用版本號(hào)
使用數(shù)據(jù)版本（Version）記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)羹膳，這是樂(lè)觀鎖最常用的一種實(shí)現(xiàn)方式睡互。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個(gè)版本標(biāo)識(shí)，一般是通過(guò)為數(shù)據(jù)庫(kù)表增加一個(gè)數(shù)字類型的 “version” 字段來(lái)實(shí)現(xiàn)就珠。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)寇壳，將version字段的值一同讀出，數(shù)據(jù)每更新一次妻怎，對(duì)此version值加一壳炎。當(dāng)我們提交更新的時(shí)候，判斷數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息與第一次取出來(lái)的version值進(jìn)行比對(duì)逼侦，如果數(shù)據(jù)庫(kù)表當(dāng)前版本號(hào)與第一次取出來(lái)的version值相等匿辩，則予以更新，否則認(rèn)為是過(guò)期數(shù)據(jù)偿洁。使用時(shí)間戳
樂(lè)觀鎖定的第二種實(shí)現(xiàn)方式和第一種差不多撒汉，同樣是在需要樂(lè)觀鎖控制的table中增加一個(gè)字段，名稱無(wú)所謂涕滋，字段類型使用時(shí)間戳（timestamp）, 和上面的version類似睬辐，也是在更新提交的時(shí)候檢查當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的時(shí)間戳和自己更新前取到的時(shí)間戳進(jìn)行對(duì)比，如果一致則OK宾肺，否則就是版本沖突溯饵。
2.2 案例分析
使用場(chǎng)景舉例：以MySQL InnoDB為例
作為演示，我們繼續(xù)使用之前的數(shù)據(jù)庫(kù)表：product表
| productId | productName | productPrice | productCount | version |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 小米 | 1999 | 100 | 1 |
| 2 | 魅族 | 1999 | 100 | 2 |
我們以版本號(hào)實(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行說(shuō)明锨用。
操作
查詢當(dāng)前事務(wù)隔離級(jí)別：
SELECT @@tx_isolation;
結(jié)果：
REPEATABLE-READ
下面同時(shí)打開兩個(gè)窗口模擬2個(gè)用戶并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)
第一種測(cè)試
| 時(shí)間軸 | 用戶A | 用戶B |
|---|---|---|
| T1 | start transaction; | |
| T2 | select * from product p where p.productId = 1;(productCount=100) | |
| T3 | update product p set p.productCount = 99,version=version+1 where p.productId = 1 and version = 1;(受影響的行: 1) | |
| T4 | start transaction; | |
| T5 | select * from product p where p.productId = 1;(productCount=100) | |
| T6 | update product p set p.productCount = 99,version=version+1 where p.productId = 1 and version = 1;(等待中...) | |
| T7 | commit; | |
| T8 | T6執(zhí)行(受影響的行: 0) | |
| T9 | commit; |
流程說(shuō)明
- 事務(wù)A開啟事務(wù)丰刊。
- 事務(wù)A查詢當(dāng)前小米手機(jī)數(shù)量為100。
- 事務(wù)A購(gòu)買小米手機(jī)增拥，小米手機(jī)數(shù)量更新為99啄巧。(此時(shí)并未提交事務(wù))。
- 事務(wù)B開啟事務(wù)掌栅。
- 事務(wù)B查詢當(dāng)前小米手機(jī)數(shù)量為100秩仆。
- 事務(wù)B購(gòu)買小米手機(jī)，小米手機(jī)數(shù)量更新為99猾封。注意：此時(shí)處于阻塞狀態(tài)澄耍。
- 事務(wù)A提交事務(wù)。
- 此時(shí)第六步執(zhí)行完畢晌缘，但并未成功(受影響的行: 0)齐莲。
- 事務(wù)B提交事務(wù)。
第二種測(cè)試
| 時(shí)間軸 | 用戶A | 用戶B |
|---|---|---|
| T1 | select * from product p where p.productId = 1;(productCount=100) | |
| T2 | update product p set p.productCount = 99,version=version+1 where p.productId = 1 and version = 1;(受影響的行: 1) | |
| T3 | select * from product p where p.productId = 1;(productCount=100) | |
| T4 | update product p set p.productCount = 99,version=version+1 where p.productId = 1 and version = 1;(受影響的行: 0) |
樂(lè)觀鎖小結(jié)
- 用戶B修改數(shù)據(jù)的時(shí)候磷箕，受影響行數(shù)為0选酗，對(duì)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，及更新失敗搀捷。這時(shí)候我們只需要告訴用戶購(gòu)買失敗星掰，重新查詢一遍即可多望。
- 對(duì)比第一種和第二種測(cè)試，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)第一種測(cè)試氢烘，將update語(yǔ)句放入事務(wù)中會(huì)出現(xiàn)阻塞的情況怀偷，而第二種測(cè)試不會(huì)出現(xiàn)阻塞情況。這是為什么呢播玖？update其實(shí)在不在事務(wù)中都無(wú)所謂椎工，在內(nèi)部是這樣的：update是單線程的，及如果一個(gè)線程對(duì)一條數(shù)據(jù)進(jìn)行update操作蜀踏，會(huì)獲得鎖维蒙，其他線程如果要對(duì)同一條數(shù)據(jù)操作會(huì)阻塞，直到這個(gè)線程update成功后釋放鎖果覆。
樂(lè)觀鎖不需要數(shù)據(jù)庫(kù)底層的支持颅痊！
3. 適用場(chǎng)景
悲觀鎖
比較適合寫入操作比較頻繁的場(chǎng)景，如果出現(xiàn)大量的讀取操作局待，每次讀取的時(shí)候都會(huì)進(jìn)行加鎖斑响，這樣會(huì)增加大量的鎖的開銷，降低了系統(tǒng)的吞吐量钳榨。
樂(lè)觀鎖
比較適合讀取操作比較頻繁的場(chǎng)景舰罚，如果出現(xiàn)大量的寫入操作，數(shù)據(jù)發(fā)生沖突的可能性就會(huì)增大薛耻，為了保證數(shù)據(jù)的一致性营罢，應(yīng)用層需要不斷的重新獲取數(shù)據(jù)，這樣會(huì)增加大量的查詢操作饼齿，降低了系統(tǒng)的吞吐量饲漾。
文末
本章節(jié)主要簡(jiǎn)單介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)中樂(lè)觀鎖與悲觀鎖的相關(guān)知識(shí)，后續(xù)我們將會(huì)繼續(xù)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)中的其他鎖以及相關(guān)知識(shí)缕溉。例如行鎖能颁、表鎖、死鎖倒淫、
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