图解悲观锁和乐观锁

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这是一篇介绍悲观锁和乐观锁的入门文章。旨在让那些不了解悲观锁和乐观锁的小白们弄清楚什么是悲观锁，什么是乐观锁。不同于其他文章，本文会配上相应的图解让大家更容易理解。通过该文，你会学习到如下的知识

什么是悲观锁，什么是乐观锁。

怎么实现悲观锁，怎么实现乐观锁

悲观锁和乐观锁的优缺点

悲观锁和乐观锁的应用场景

一、什么是悲观锁，什么是乐观锁

锁（Lock）:

在介绍悲观锁和乐观锁之前，让我们看一下锁。锁，在我们生活中随处可见，我们的门上有锁，我们存钱的保险柜上有锁，是用来保护我们财产安全的。程序中也有锁，当多个线程修改共享变量时，我们可以给修改操作上锁（syncronized）。当多个用户修改表中同一数据时，我们可以给该行数据上锁（行锁）。因此，锁其实是在并发下控制多个操作的顺序执行，以此来保证数据安全的变动。 并且，锁是一种保证数据安全的机制和手段，而并不是特定于某项技术的。悲观锁和乐观锁亦是如此。本篇介绍的悲观锁和乐观锁是基于数据库层面的。

悲观锁（Pessimistic Concurrency Control）:

乐观锁，第一眼看到它，相信每个人都会想到这是一个悲观的锁。没错，它就是一个悲观的锁。那这个悲观体现在什么地方呢？悲观是我们人类一种消极的情绪，对应到锁的悲观情绪，悲观锁认为被它保护的数据是极其不安全的，每时每刻都有可能变动，一个事务拿到悲观锁后（可以理解为一个用户），其他任何事务都不能对该数据进行修改，只能等待锁被释放才可以执行。

数据库中的行锁，表锁，读锁，写锁，以及syncronized实现的锁均为悲观锁。

这里再介绍一下什么是数据库的表锁和行锁，以免有的同学对后面悲观锁的实现看不明白。

我们经常使用的数据库是mysql，mysql中最常用的引擎是Innodb，Innodb默认使用的是行锁。而行锁是基于索引的，因此要想加上行锁，在加锁时必须命中索引，否则将使用表锁。

乐观锁（Optimistic Concurrency Control）:

与悲观相对应，乐观是我们人类一种积极的情绪。乐观锁的“乐观情绪”体现在，它认为数据的变动不会太频繁。因此，它允许多个事务同时对数据进行变动。 但是，乐观不代表不负责，那么怎么去负责多个事务顺序对数据进行修改呢？乐观锁通常是通过在表中增加一个版本(version)或时间戳(timestamp)来实现，其中，版本最为常用。事务在从数据库中取数据时，会将该数据的版本也取出来(v1)，当事务对数据变动完毕想要将其更新到表中时，会将之前取出的版本v1与数据中最新的版本v2相对比，如果v1=v2，那么说明在数据变动期间，没有其他事务对数据进行修改，此时，就允许事务对表中的数据进行

修改，并且修改时version会加1，以此来表明数据已被变动。如果，v1不等于v2，那么说明数据变动期间，数据被其他事务改动了，此时不允许数据更新到表中，一般的处理办法是通知用户让其重新操作。不同于悲观锁，乐观锁是人为控制的。

二、怎么实现悲观锁，怎么实现乐观锁

经过上面的学习，我们知道悲观锁和乐观锁是用来控制并发下数据的顺序变动问题的。那么我们就模拟一个需要加锁的场景，来看不加锁会出什么问题，并且怎么利用悲观锁和乐观锁去解决。

场景：A和B用户最近都想吃猪肉脯，于是他们打开了购物网站，并且找到了同一家卖猪肉脯的>店铺。下面是这个店铺的商品表goods结构和表中的数据

idnamenum

1猪肉脯1

2牛肉干1

从表中可以看到猪肉脯目前的数量只有1个了。在不加锁的情况下，如果A，B同时下单，就会报错。

悲观锁解决

利用悲观锁的解决思路是，A下单前先给猪肉脯这行数据（id=1）加上悲观锁（行锁）。此时这行数据只能A来操作，也就是只有A能买。B想买就必须一直等待。当A买好后，B再想去买的时候会发现数量已经为0，那么B看到后就会放弃购买。

那么如何给猪肉脯也就是id=1这条数据加上悲观锁锁呢？我们可以通过以下语句给id=1的这行数据加上悲观锁

select num from goods where id = 1 for update;

下面是悲观锁的加锁图解

我们通过开启mysql的两个会话，也就是两个命令行来演示。

1 事务A执行命令给id=1的数据上悲观锁准备更新数据

这里之所以要以begin开始，是因为mysql是自提交的，所以要以begin开启事务，否则所有修改将被mysql自动提交。

2 事务B也去给id=1的数据上悲观锁准备更新数据

我们可以看到此时事务B再一直等待A释放锁。如果A长期不释放锁，那么最终事务B将会报错，这有兴趣的可以去尝试一下。

3 接着我们让事务A执行命令去修改数据，让猪肉脯的数量减一，然后查看修改后的数据，最后commit,结束事务。

我们可以看到，此时最后一个猪肉脯被A买走，只剩0个了。

4 当事务A执行完第3步后，我们看事务B中出现了什么

我们看到由于事务A释放了锁，事务B就结束了等待，拿到了锁，但是数据此时变成了0，那么B看到后就知道被买走了，就会放弃购买。

通过悲观锁，我们解决了猪肉脯购买的问题。

乐观锁解决

下面，我们利用乐观锁来解决该问题。上面乐观锁的介绍中，我们提到了，乐观锁是通过版本号version来实现的。所以，我们需要给goods表加上version字段，表变动后的结构如下

idnamenumversion

1猪肉脯10

2牛肉干10

具体的解决思路是，A和B同时将猪肉脯(id=1下面都说是id=1)的数据查出来，然后A先买，A将id=1和version=0作为条件进行数据更新，即将数量减一，并且将版本号加一。此时版本号变为1。A此时就完成了商品的购买。最后B开始买，B也将id=1和version=0作为条件进行数据更新，但是更新完后，发现更新的数据行数为0，此时就说明已经有人改动过数据，此时就应该提示用户重新查看最新数据购买。

下面是乐观锁的加锁图解