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這是一篇介紹悲觀鎖和樂觀鎖的入門文章腊状。旨在讓那些不了解悲觀鎖和樂觀鎖的小白們弄清楚什么是悲觀鎖冀续，什么是樂觀鎖亿鲜。不同于其他文章核蘸，本文會(huì)配上相應(yīng)的圖解讓大家更容易理解叔收。通過該文撤奸，你會(huì)學(xué)習(xí)到如下的知識(shí)

什么是悲觀鎖吠昭，什么是樂觀鎖。

怎么實(shí)現(xiàn)悲觀鎖胧瓜，怎么實(shí)現(xiàn)樂觀鎖

悲觀鎖和樂觀鎖的優(yōu)缺點(diǎn)

悲觀鎖和樂觀鎖的應(yīng)用場景

一矢棚、什么是悲觀鎖，什么是樂觀鎖

鎖（Lock）:

在介紹悲觀鎖和樂觀鎖之前府喳，讓我們看一下鎖蒲肋。鎖，在我們生活中隨處可見钝满，我們的門上有鎖兜粘，我們存錢的保險(xiǎn)柜上有鎖，是用來保護(hù)我們財(cái)產(chǎn)安全的弯蚜。程序中也有鎖孔轴，當(dāng)多個(gè)線程修改共享變量時(shí)，我們可以給修改操作上鎖（syncronized）碎捺。當(dāng)多個(gè)用戶修改表中同一數(shù)據(jù)時(shí)路鹰，我們可以給該行數(shù)據(jù)上鎖（行鎖）贷洲。因此，鎖其實(shí)是在并發(fā)下控制多個(gè)操作的順序執(zhí)行晋柱，以此來保證數(shù)據(jù)安全的變動(dòng)优构。?并且，鎖是一種保證數(shù)據(jù)安全的機(jī)制和手段雁竞，而并不是特定于某項(xiàng)技術(shù)的钦椭。悲觀鎖和樂觀鎖亦是如此。本篇介紹的悲觀鎖和樂觀鎖是基于數(shù)據(jù)庫層面的浓领。

悲觀鎖（Pessimistic Concurrency Control）:

樂觀鎖玉凯，第一眼看到它势腮，相信每個(gè)人都會(huì)想到這是一個(gè)悲觀的鎖联贩。沒錯(cuò)，它就是一個(gè)悲觀的鎖捎拯。那這個(gè)悲觀體現(xiàn)在什么地方呢泪幌？悲觀是我們?nèi)祟愐环N消極的情緒，對(duì)應(yīng)到鎖的悲觀情緒署照，悲觀鎖認(rèn)為被它保護(hù)的數(shù)據(jù)是極其不安全的祸泪，每時(shí)每刻都有可能變動(dòng)，一個(gè)事務(wù)拿到悲觀鎖后（可以理解為一個(gè)用戶）建芙，其他任何事務(wù)都不能對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行修改没隘，只能等待鎖被釋放才可以執(zhí)行。

數(shù)據(jù)庫中的行鎖禁荸，表鎖右蒲，讀鎖，寫鎖赶熟，以及syncronized實(shí)現(xiàn)的鎖均為悲觀鎖瑰妄。

這里再介紹一下什么是數(shù)據(jù)庫的表鎖和行鎖，以免有的同學(xué)對(duì)后面悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)看不明白映砖。

我們經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫是mysql间坐，mysql中最常用的引擎是Innodb，Innodb默認(rèn)使用的是行鎖邑退。而行鎖是基于索引的竹宋，因此要想加上行鎖，在加鎖時(shí)必須命中索引地技，否則將使用表鎖蜈七。

樂觀鎖（Optimistic Concurrency Control）:

與悲觀相對(duì)應(yīng)，樂觀是我們?nèi)祟愐环N積極的情緒乓土。樂觀鎖的“樂觀情緒”體現(xiàn)在宪潮，它認(rèn)為數(shù)據(jù)的變動(dòng)不會(huì)太頻繁溯警。因此，它允許多個(gè)事務(wù)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變動(dòng)狡相。?但是梯轻，樂觀不代表不負(fù)責(zé)，那么怎么去負(fù)責(zé)多個(gè)事務(wù)順序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行修改呢尽棕？樂觀鎖通常是通過在表中增加一個(gè)版本(version)或時(shí)間戳(timestamp)來實(shí)現(xiàn)喳挑，其中，版本最為常用滔悉。事務(wù)在從數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)時(shí)伊诵，會(huì)將該數(shù)據(jù)的版本也取出來(v1)，當(dāng)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)變動(dòng)完畢想要將其更新到表中時(shí)回官，會(huì)將之前取出的版本v1與數(shù)據(jù)中最新的版本v2相對(duì)比曹宴，如果v1=v2，那么說明在數(shù)據(jù)變動(dòng)期間歉提，沒有其他事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改笛坦，此時(shí)，就允許事務(wù)對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行

修改苔巨，并且修改時(shí)version會(huì)加1版扩，以此來表明數(shù)據(jù)已被變動(dòng)。如果侄泽，v1不等于v2礁芦，那么說明數(shù)據(jù)變動(dòng)期間，數(shù)據(jù)被其他事務(wù)改動(dòng)了悼尾，此時(shí)不允許數(shù)據(jù)更新到表中柿扣，一般的處理辦法是通知用戶讓其重新操作。不同于悲觀鎖诀豁，樂觀鎖是人為控制的窄刘。

二、怎么實(shí)現(xiàn)悲觀鎖舷胜，怎么實(shí)現(xiàn)樂觀鎖

經(jīng)過上面的學(xué)習(xí)娩践，我們知道悲觀鎖和樂觀鎖是用來控制并發(fā)下數(shù)據(jù)的順序變動(dòng)問題的。那么我們就模擬一個(gè)需要加鎖的場景烹骨，來看不加鎖會(huì)出什么問題翻伺，并且怎么利用悲觀鎖和樂觀鎖去解決。

場景：A和B用戶最近都想吃豬肉脯沮焕，于是他們打開了購物網(wǎng)站吨岭，并且找到了同一家賣豬肉脯的>店鋪。下面是這個(gè)店鋪的商品表goods結(jié)構(gòu)和表中的數(shù)據(jù)

idnamenum

1豬肉脯1

2牛肉干1

從表中可以看到豬肉脯目前的數(shù)量只有1個(gè)了峦树。在不加鎖的情況下辣辫，如果A旦事，B同時(shí)下單，就會(huì)報(bào)錯(cuò)急灭。

悲觀鎖解決

利用悲觀鎖的解決思路是姐浮，A下單前先給豬肉脯這行數(shù)據(jù)（id=1）加上悲觀鎖（行鎖）。此時(shí)這行數(shù)據(jù)只能A來操作葬馋，也就是只有A能買卖鲤。B想買就必須一直等待。當(dāng)A買好后畴嘶，B再想去買的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)量已經(jīng)為0蛋逾，那么B看到后就會(huì)放棄購買。

那么如何給豬肉脯也就是id=1這條數(shù)據(jù)加上悲觀鎖鎖呢窗悯？我們可以通過以下語句給id=1的這行數(shù)據(jù)加上悲觀鎖

select num from goods where id = 1 for update;

下面是悲觀鎖的加鎖圖解

我們通過開啟mysql的兩個(gè)會(huì)話区匣，也就是兩個(gè)命令行來演示。

1 事務(wù)A執(zhí)行命令給id=1的數(shù)據(jù)上悲觀鎖準(zhǔn)備更新數(shù)據(jù)

這里之所以要以begin開始蟀瞧，是因?yàn)閙ysql是自提交的沉颂，所以要以begin開啟事務(wù)，否則所有修改將被mysql自動(dòng)提交悦污。

2 事務(wù)B也去給id=1的數(shù)據(jù)上悲觀鎖準(zhǔn)備更新數(shù)據(jù)

我們可以看到此時(shí)事務(wù)B再一直等待A釋放鎖。如果A長期不釋放鎖钉蒲，那么最終事務(wù)B將會(huì)報(bào)錯(cuò)切端，這有興趣的可以去嘗試一下。

3 接著我們讓事務(wù)A執(zhí)行命令去修改數(shù)據(jù)顷啼，讓豬肉脯的數(shù)量減一踏枣，然后查看修改后的數(shù)據(jù)，最后commit,結(jié)束事務(wù)钙蒙。

我們可以看到茵瀑，此時(shí)最后一個(gè)豬肉脯被A買走，只剩0個(gè)了躬厌。

4 當(dāng)事務(wù)A執(zhí)行完第3步后马昨，我們看事務(wù)B中出現(xiàn)了什么

我們看到由于事務(wù)A釋放了鎖，事務(wù)B就結(jié)束了等待扛施，拿到了鎖鸿捧，但是數(shù)據(jù)此時(shí)變成了0，那么B看到后就知道被買走了疙渣，就會(huì)放棄購買匙奴。

通過悲觀鎖，我們解決了豬肉脯購買的問題妄荔。

樂觀鎖解決

下面泼菌，我們利用樂觀鎖來解決該問題谍肤。上面樂觀鎖的介紹中，我們提到了哗伯，樂觀鎖是通過版本號(hào)version來實(shí)現(xiàn)的谣沸。 所以，我們需要給goods表加上version字段笋颤，表變動(dòng)后的結(jié)構(gòu)如下

idnamenumversion

1豬肉脯10

2牛肉干10

具體的解決思路是乳附，A和B同時(shí)將豬肉脯(id=1下面都說是id=1)的數(shù)據(jù)查出來，然后A先買伴澄，A將id=1和version=0作為條件進(jìn)行數(shù)據(jù)更新赋除，即將數(shù)量減一，并且將版本號(hào)加一非凌。此時(shí)版本號(hào)變?yōu)?举农。A此時(shí)就完成了商品的購買。最后B開始買敞嗡，B也將id=1和version=0作為條件進(jìn)行數(shù)據(jù)更新颁糟，但是更新完后，發(fā)現(xiàn)更新的數(shù)據(jù)行數(shù)為0喉悴，此時(shí)就說明已經(jīng)有人改動(dòng)過數(shù)據(jù)棱貌，此時(shí)就應(yīng)該提示用戶重新查看最新數(shù)據(jù)購買。

下面是樂觀鎖的加鎖圖解

我們還是通過開啟mysql的兩個(gè)會(huì)話箕肃，也就是兩個(gè)命令行來演示婚脱。

1 事務(wù)A執(zhí)行查詢命令，事務(wù)B執(zhí)行查詢命令勺像，因?yàn)閮烧卟樵兊慕Y(jié)果相同障贸，所以下面我只列出一個(gè)截圖。

此時(shí)A和B均獲取到相同的數(shù)據(jù)

2 事務(wù)A進(jìn)行購買更新數(shù)據(jù)吟宦，然后再查詢更新后的數(shù)據(jù)篮洁。

我們可以看到事務(wù)A成功更新了數(shù)據(jù)和版本號(hào)。

事務(wù)B再進(jìn)行購買更新數(shù)據(jù)殃姓，然后我們看影響行數(shù)和更新后的數(shù)據(jù)

可以看到最終修改行數(shù)為0袁波，數(shù)據(jù)沒有改變。此時(shí)就需要我們告知用戶重新處理辰狡。

三锋叨、樂觀鎖和悲觀鎖的優(yōu)缺點(diǎn)

下面我們介紹下樂觀鎖和悲觀鎖的優(yōu)缺點(diǎn)以便我們分析他們的應(yīng)用場景，這里我只分析最重要的優(yōu)缺點(diǎn)宛篇，也是我們要記住的娃磺。

悲觀鎖

優(yōu)點(diǎn)：1.悲觀鎖利用數(shù)據(jù)庫中的鎖機(jī)制來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的順序執(zhí)行，這是最有效的辦法

缺點(diǎn)：1.一個(gè)事務(wù)用悲觀鎖對(duì)數(shù)據(jù)加鎖之后叫倍，其他事務(wù)將不能對(duì)加鎖的數(shù)據(jù)進(jìn)行除了查詢以外的所有操作偷卧，如果該事務(wù)執(zhí)行時(shí)間很長豺瘤，那么其他事務(wù)將一直等待，那勢必影響我們系統(tǒng)的吞吐量听诸。

樂觀鎖

優(yōu)點(diǎn)：1.樂觀鎖不在數(shù)據(jù)庫上加鎖坐求，任何事務(wù)都可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，在更新時(shí)才進(jìn)行校驗(yàn)晌梨，這樣就避免了悲觀鎖造成的吞吐量下降的劣勢桥嗤。

缺點(diǎn)：1.樂觀鎖因?yàn)闀r(shí)通過我們?nèi)藶閷?shí)現(xiàn)的，它僅僅適用于我們自己業(yè)務(wù)中仔蝌，如果有外來事務(wù)插入泛领，那么就可能發(fā)生錯(cuò)誤。

四敛惊、樂觀鎖和悲觀鎖的應(yīng)用場景

悲觀鎖

因?yàn)楸^鎖會(huì)影響系統(tǒng)吞吐的性能渊鞋，所以適合應(yīng)用在寫為居多的場景下。

樂觀鎖

因?yàn)闃酚^鎖就是為了避免悲觀鎖的弊端出現(xiàn)的瞧挤，所以適合應(yīng)用在讀為居多的場景下锡宋。