前言

大量的請(qǐng)求,或者同時(shí)的操作,容易導(dǎo)致系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上發(fā)生并發(fā)的問(wèn)題. 通常講到并發(fā),解決方案無(wú)非就是前端限制重復(fù)提交,后臺(tái)進(jìn)行悲觀鎖或者樂(lè)觀鎖限制.

悲觀鎖與并發(fā)

悲觀鎖（Pessimistic Lock），顧名思義，就是很悲觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人會(huì)修改，所以每次在拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都會(huì)上鎖，這樣別人想拿這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)block直到解鎖，可以理解為獨(dú)占鎖。在java中synchronized和ReentrantLock重入鎖等鎖就是悲觀鎖，數(shù)據(jù)庫(kù)中表鎖、行鎖、讀寫鎖等也是悲觀鎖。

利用SQL的for update解決并發(fā)問(wèn)題

行鎖就是操作數(shù)據(jù)的時(shí)候把這一行數(shù)據(jù)鎖住，其他線程想要讀寫必須等待，但同一個(gè)表的其他數(shù)據(jù)還是能被其他線程操作的。只要在需要查詢的sql后面加上for update，就能鎖住查詢的行，特別要注意查詢條件必須要是索引列，如果不是索引就會(huì)變成表鎖，把整個(gè)表都鎖住。

public interface ArticleRepository extends JpaRepository<Article, Long> {
    @Query(value = "select * from article a where a.id = :id for update", nativeQuery = true)
    Optional<Article> findArticleForUpdate(Long id);
}

利用JPA的@Lock行鎖注解解決并發(fā)問(wèn)題

如果說(shuō)for update的做法太原始,那么JPA有提供一個(gè)更加優(yōu)雅的方法,就是@Lock注解 .

為Repository添加JPA的鎖方法，其中LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE參數(shù)就是行鎖。

關(guān)于LockModeType這個(gè)類型,可以在這找到文檔 https://docs.oracle.com/javaee/7/api/javax/persistence/LockModeType.html

• NONE: No lock.
• OPTIMISTIC: Optimistic lock.
• OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT: Optimistic lock, with version update.
• PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT: Pessimistic write lock, with version update.
• PESSIMISTIC_READ: Pessimistic read lock.
• PESSIMISTIC_WRITE: Pessimistic write lock.
• READ: Synonymous with OPTIMISTIC.
• WRITE: Synonymous with OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT.

public interface ArticleRepository extends JpaRepository<Article, Long> { 
    @Lock(value = LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    @Query("select a from Article a where a.id = :id")
    Optional<Article> findArticleWithPessimisticLock(Long id);
}

如果是@NameQuery,則可以

@NamedQuery(name="lockArticle",query="select a from Article a where a.id = :id",lockMode = PESSIMISTIC_READ)
public class Article

如果用entityManager的方式,則可以設(shè)置LocakMode:

 Query query = entityManager.createQuery("from Article where articleId = :id");
 query.setParameter("id", id);
 query.setLockMode(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE);
 query.getResultList();

樂(lè)觀鎖與并發(fā)

樂(lè)觀鎖（Optimistic Lock）,顧名思義,就是很樂(lè)觀,每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人不會(huì)修改,所以不會(huì)上鎖，但是在提交更新的時(shí)候會(huì)判斷一下在此期間別人有沒(méi)有去修改。所以悲觀鎖是限制其他線程，而樂(lè)觀鎖是限制自己，雖然他的名字有鎖，但是實(shí)際上不算上鎖，通常為version版本號(hào)機(jī)制,還有CAS算法 .

利用version字段解決并發(fā)問(wèn)題

版本號(hào)機(jī)制就是在數(shù)據(jù)庫(kù)中加一個(gè)字段version當(dāng)作版本號(hào)。那么獲取Article的時(shí)候就會(huì)帶一個(gè)版本號(hào)，比如version=1，然后你對(duì)這個(gè)Article一波操作，操作完之后要插入到數(shù)據(jù)庫(kù)了。

校驗(yàn)一下version版本號(hào)，發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)里對(duì)應(yīng)Article記錄的version=2，這和我手里的版本不一樣啊，說(shuō)明提交的Article不是最新的，那么就不能update到數(shù)據(jù)庫(kù)了,進(jìn)行報(bào)錯(cuò)把,這樣就避免了并發(fā)時(shí)數(shù)據(jù)沖突的問(wèn)題。

public interface ArticleRepository extends JpaRepository<Article, Long> {
    @Modifying
    @Query(value = "update article set content= :content, version = version + 1 where id = :id and version = :version", nativeQuery = true)
    int updateArticleWithVersion(Long id, String content, Long version);
}

public void postComment(Long articleId, String content) {
 //get article
    Optional<Article> articleOptional = articleRepository.findById(articleId);
    //update with Optimistic Lock
    int count = articleRepository.updateArticleWithVersion(article.getId(), content, article.getVersion());
  
    if (count == 0) {
        throw new RuntimeException("更新數(shù)據(jù)失敗,請(qǐng)刷新重試");
    }else{
     articleRepository.save(article);
    } 
}

利用JPA的@Version版本機(jī)制解決并發(fā)問(wèn)題

有沒(méi)有更優(yōu)雅的方式? 當(dāng)然,必須有,那就是JPA自帶的@Version方式實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖。

• each entity class must have only one version attribute .每個(gè)實(shí)體類只能有一個(gè)@Version字段,不能多
• it must be placed in the primary table for an entity mapped to several tables . 對(duì)于映射到多個(gè)表的實(shí)體，必須將其放置在主表中
• type of a version attribute must be one of the following: int, Integer, long, Long, short, Short, java.sql.Timestamp ,

@Version支持的類型必須是以下類型:

• int
• Integer
• long
• Long
• short
• Short
• java.sql.Timestamp

首先在Article實(shí)體類的version字段上加上@Version注解

@Data
@Entity
public class Article{ 
    @Id
    private Long id;  
  //......  
    @Version
    private Integer version; 
}

Article article = entityManager.find(Article.class, id);
entityManager.lock(article , LockModeType.OPTIMISTIC);
entityManager.refresh(article , LockModeType.READ);

什么時(shí)候用悲觀鎖或者樂(lè)觀鎖

悲觀鎖適合寫多讀少的場(chǎng)景。因?yàn)樵谑褂玫臅r(shí)候該線程會(huì)獨(dú)占這個(gè)資源，就適合用悲觀鎖，否則用戶只是瀏覽文章的話，用悲觀鎖就會(huì)經(jīng)常加鎖，增加了加鎖解鎖的資源消耗。

樂(lè)觀鎖適合寫少讀多的場(chǎng)景。由于樂(lè)觀鎖在發(fā)生沖突的時(shí)候會(huì)回滾或者重試，如果寫的請(qǐng)求量很大的話，就經(jīng)常發(fā)生沖突，結(jié)合事務(wù)會(huì)有經(jīng)常的回滾和重試，這樣對(duì)系統(tǒng)資源消耗也是非常大。

所以悲觀鎖和樂(lè)觀鎖沒(méi)有絕對(duì)的好壞，必須結(jié)合具體的業(yè)務(wù)情況來(lái)決定使用哪一種方式。另外在阿里巴巴開(kāi)發(fā)手冊(cè)里也有提到：

如果每次訪問(wèn)沖突概率小于 20%，推薦使用樂(lè)觀鎖，否則使用悲觀鎖。樂(lè)觀鎖的重試次數(shù)不得小于3次。

阿里巴巴建議以沖突概率20%這個(gè)數(shù)值作為分界線來(lái)決定使用樂(lè)觀鎖和悲觀鎖，雖然說(shuō)這個(gè)數(shù)值不是絕對(duì)的，但是作為阿里巴巴各個(gè)大佬總結(jié)出來(lái)的也是一個(gè)很好的參考。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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