深入理解乐观锁和悲观锁

1.乐观锁和悲观锁是一种指导思想

乐观锁和悲观锁思想,为解决并发情况下,多个事务同时操作数据导致不一致的问题,提供统一的思路。其实不仅仅是关系型数据库系统中有乐观锁和悲观锁的概念,像java、svn版本控制器、hibernate等都有类似的概念。eg:Java中的synchronized关键字就是悲观锁的具体实现方式;SVN中版本控制就是乐观锁的具体实现。

1>悲观锁:持悲观态度,在处理数据之前,就为数据加上锁。其他事务如果也需要处理这个数据,则需要等待他人释放锁之后才能操作数据。
2>乐观锁:持乐观态度 ,在处理数据前不加锁,只是在最终提交更改时,才去判断数据是否被其他事务更新了。如果被其他事务已更新,则进行事务回滚。


2.关系数据库数据库中的具体实现

正如上面所提到的,乐观锁和悲观锁在很多场景下都有体现,我们着重讲一下在关系数据库中的具体实现。

1>悲观锁

数据库中悲观锁,使用数据库已提供的锁机制来予以实现。悲观锁的流程如下:

1.在对任意记录进行修改前,先尝试为该记录加上排他锁(exclusive locking)。

2.如果加锁失败,说明该记录正在被修改,那么当前查询可能要等待或者抛出异常。 具体响应方式由开发者根据实际需要决定。

3.如果成功加锁,那么就可以对记录做修改,事务完成提交后就会解锁了。

MySQL InnoDB中使用悲观锁

//0.开始事务
start transaction; 
//1.查询出商品信息
select status from t_goods where id=1 for update;
//2.根据商品信息生成订单
insert into t_orders (id,goods_id) values (null,1);
//3.修改商品status为2
update t_goods set status=2 where id=1;
//4.提交事务
commit;

上面的查询语句中,我们使用了select…for update的方式,这样就通过开启排他锁的方式实现了悲观锁。此时在t_goods表中,id为1的 那条数据就被我们锁定了。

注意:排他锁的范围确定,行级锁 OR 表级锁
上面我们提到,使用select…for update会把数据给锁住,不过我们需要注意一些锁的级别,MySQL InnoDB默认使用行级锁。行级锁都是基于确定索引的,否则会使用表级锁把整张表锁住。
额外说明:确定索引是指select语句的where语句后面的查询条件需要满足两个条件:1>where中包含的列至少一个已被加了索引;2>这个索引列的范围准确,即能够定位到某一条记录。eg:select...where id=1;就可以加行级别锁,因为能定位到某一条记录;而select...where id>1;则不能加行级别锁,MySQL会加上表级别锁。

2>乐观锁

相对于悲观锁,,乐观锁并不会使用数据库提供的锁机制。常见的实现乐观锁的方式就是记录数据版本。

数据版本:为数据增加的一个版本标识。当读取数据时,将版本标识的值一同读出,数据每更新一次,同时对版本标识进行更新。当我们提交更新的时候,判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的版本标识进行比对,如果数据库表当前版本号与第一次取出来的版本标识值相等,则予以更新,否则认为是过期数据。

乐观锁更新
乐观锁实现:版本标识

实现数据版本有两种方式,第一种是使用版本号,第二种是使用时间戳。

//1.查询出商品信息
select (status,status,version) from t_goods where id=#{id}
//2.根据商品信息生成订单
//3.修改商品status为2,同时对版本标识更新
update t_goods 
set status=2,version=version+1
where id=#{id} and version=#{version};

【2021-03-27:Zookeeper修改节点-数据信息、乐观锁CAS使用】
关键字:
ZooKeeper树形目录服务;
节点数据、更改节点数据;
乐观锁;CAS、volatile关键字【内存中节点dataVersion属性,设置为volatile,保证其他人可以读取到最新值】;
Znode数据版本号---dataVersion

@Test
    public void testSet2() throws Exception {
        //1.先获取数据版本号---dataVersion
        //2.CAS---先比较[内存数据版本号] 和 [期望数据版本号]是否一致
        //如果一致,修改成功;如果不一致,放弃修改。
        Stat status = new Stat();
        client.getData().storingStatIn(status).forPath("/app2");
        int expectNodeDataVersion = status.getVersion();
        System.out.println("期望节点-数据版本:" + expectNodeDataVersion);

        Stat stat = client.setData().withVersion(expectNodeDataVersion).forPath("/app2", "newDataInfo2".getBytes());
        System.out.println("节点-最新-内存-数据版本:" + stat.getVersion());

    }

如果,zk节点的[内存数据版本号] 和 [期望数据版本号]不一致
报错信息为:

org.apache.zookeeper.KeeperException$BadVersionException: 
KeeperErrorCode = BadVersion for /itheima/app2

【乐观锁其他应用:


image.png

4.seata分布式事务回滚条件,当且仅当after image中的值 和 数据库中最新值 相等时,才将值回滚为before image对应的值。否则通知人工处理。】

参考资料:
1.mysql悲观锁总结和实践
2.mysql乐观锁总结和实践
3.深入理解乐观锁与悲观锁

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