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Java中數(shù)據(jù)庫常用的兩把鎖之樂觀鎖和悲觀鎖

更新時間：2020年07月24日 16:44:57 作者：黃青石

這篇文章主要介紹了數(shù)據(jù)庫常用的兩把鎖之樂觀鎖和悲觀鎖，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

　　在寫入數(shù)據(jù)庫的時候需要有鎖，比如同時寫入數(shù)據(jù)庫的時候會出現(xiàn)丟數(shù)據(jù)，那么就需要鎖機(jī)制。

　　數(shù)據(jù)鎖分為樂觀鎖和悲觀鎖，那么它們使用的場景如下：

　　1. 樂觀鎖適用于寫少讀多的情景，因為這種樂觀鎖相當(dāng)于JAVA的CAS，所以多條數(shù)據(jù)同時過來的時候，不用等待，可以立即進(jìn)行返回。

　　2. 悲觀鎖適用于寫多讀少的情景，這種情況也相當(dāng)于JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量數(shù)據(jù)過來的時候，只有一條數(shù)據(jù)可以被寫入，其他的數(shù)據(jù)需要等待。執(zhí)行完成后下一條數(shù)據(jù)可以繼續(xù)。

　　他們實現(xiàn)的方式上有所不同，樂觀鎖采用版本號的方式，即當(dāng)前版本號如果對應(yīng)上了就可以寫入數(shù)據(jù)，如果判斷當(dāng)前版本號不一致，那么就不會更新成功，比如 update table set column = value where version=${version} and otherKey = ${otherKey}。悲觀鎖實現(xiàn)的機(jī)制一般是在執(zhí)行更新語句的時候采用for update方式，比如 update table set column='value' for update。這種情況where條件呢一定要涉及到數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的索引字段，這樣才會是行級鎖，否則會是表鎖，這樣執(zhí)行速度會變慢。

　　下面我就弄一個spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，然后逐漸的實現(xiàn)樂觀鎖和悲觀鎖。假設(shè)有一個場景，有一個catalog商品目錄表，然后還有一個browse瀏覽表，假如一個商品被瀏覽了，那么就需要記錄下瀏覽的user是誰，并且記錄訪問的總數(shù)。

　　表的結(jié)構(gòu)非常簡單：　　

create table catalog (
id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
name varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名稱',
browse_count int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '瀏覽數(shù)',
version int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '樂觀鎖，版本號',
PRIMARY KEY(id)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE table browse (
id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
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 '創(chuàng)建時間',
PRIMARY KEY(id)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

　　　POM.XML的依賴如下：　　

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project 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">
 <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
 <parent>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
 <version>2.1.1.RELEASE</version>
 <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
 </parent>
 <groupId>com.hqs</groupId>
 <artifactId>dblock</artifactId>
 <version>1.0-SNAPSHOT</version>
 <name>dblock</name>
 <description>Demo project for Spring Boot</description>

 <properties>
 <java.version>1.8</java.version>
 </properties>

 <dependencies>
 <dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
 </dependency>

 <dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
 <scope>runtime</scope>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>mysql</groupId>
 <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
 <scope>runtime</scope>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
 <scope>test</scope>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>mysql</groupId>
 <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
 </dependency>
 <dependency>
 <groupId>org.projectlombok</groupId>
 <artifactId>lombok</artifactId>
 <optional>true</optional>
 </dependency>

 <!-- aop -->
 <dependency>
 <groupId>org.aspectj</groupId>
 <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
 <version>1.8.4</version>
 </dependency>

 </dependencies>

 <build>
 <plugins>
 <plugin>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
 </plugin>
 </plugins>
 </build>

</project>

　　　　項目的結(jié)構(gòu)如下：

　　介紹一下項目的結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：

　　entity包：實體類包。

　　repository包：數(shù)據(jù)庫repository

　　service包：提供服務(wù)的service

　　controller包: 控制器寫入用于編寫requestMapping。相關(guān)請求的入口類

　　annotation包：自定義注解，用于重試。

　　aspect包：用于對自定義注解進(jìn)行切面。

　　DblockApplication： springboot的啟動類。

　　DblockApplicationTests：測試類。

　　咱們看一下核心代碼的實現(xiàn)，參考如下，使用dataJpa非常方便，集成了CrudRepository就可以實現(xiàn)簡單的CRUD，非常方便，有興趣的同學(xué)可以自行研究。

　　實現(xiàn)樂觀鎖的方式有兩種：

　　1. 更新的時候?qū)ersion字段傳過來，然后更新的時候就可以進(jìn)行version判斷，如果version可以匹配上，那么就可以更新（方法：updateCatalogWithVersion）。

　　2. 在實體類上的version字段上加入version，可以不用自己寫SQL語句就可以它就可以自行的按照version匹配和更新，是不是很簡單。　

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) //代表行級鎖
 @Query("select a from Catalog a where a.id = :id")
 Optional<Catalog> findCatalogWithPessimisticLock(@Param("id") Long id);

 @Modifying(clearAutomatically = true) //修改時需要帶上
 @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);

}

　　實現(xiàn)悲觀鎖的時候也有兩種方式：

　　1. 自行寫原生SQL，然后寫上for update語句。（方法：findCatalogsForUpdate）

　　2. 使用@Lock注解，并且設(shè)置值為LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE即可代表行級鎖。

　　還有我寫的測試類，方便大家進(jìn)行測試：　　

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();
 }
 }
}

　　調(diào)用100次，即一個商品可以瀏覽一百次，采用悲觀鎖，catalog表的數(shù)據(jù)都是100，并且browse表也是100條記錄。采用樂觀鎖的時候，因為版本號的匹配關(guān)系，那么會有一些記錄丟失，但是這兩個表的數(shù)據(jù)是可以對應(yīng)上的。

　　樂觀鎖失敗后會拋出ObjectOptimisticLockingFailureException，那么我們就針對這塊考慮一下重試，下面我就自定義了一個注解，用于做切面。

package com.hqs.dblock.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RetryOnFailure {
}

　　針對注解進(jìn)行切面，見如下代碼。我設(shè)置了最大重試次數(shù)5，然后超過5次后就不再重試。　　

package com.hqs.dblock.aspect;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.hibernate.StaleObjectStateException;
import org.springframework.orm.ObjectOptimisticLockingFailureException;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Slf4j
@Aspect
@Component
public class RetryAspect {
 public static final int MAX_RETRY_TIMES = 5;//max retry times

 @Pointcut("@annotation(com.hqs.dblock.annotation.RetryOnFailure)") //self-defined pointcount for RetryOnFailure
 public void retryOnFailure(){}

 @Around("retryOnFailure()") //around can be execute before and after the point
 public Object doConcurrentOperation(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
 int attempts = 0;

 do {
 attempts++;
 try {
 pjp.proceed();
 } catch (Exception e) {
 if(e instanceof ObjectOptimisticLockingFailureException ||
  e instanceof StaleObjectStateException) {
  log.info("retrying....times:{}", attempts);
  if(attempts > MAX_RETRY_TIMES) {
  log.info("retry excceed the max times..");
  throw e;
  }
 }

 }
 } while (attempts < MAX_RETRY_TIMES);
 return null;
 }
}

　　大致思路是這樣了，歡迎拍磚。

　　GIT代碼：https://github.com/stonehqs/dblock

　　到此這篇關(guān)于數(shù)據(jù)庫常用的兩把鎖之樂觀鎖和悲觀鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)數(shù)據(jù)庫鎖樂觀鎖悲觀鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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