数据库相关

一、乐观锁和悲观锁

数据库实现并发控制的手段一般分为乐观锁和悲观锁。

悲观锁:

      当我们要对一个数据库中的一条数据进行修改的时候,为了避免同时被其他人修改,最好的办法就是直接对该数据进行加锁以防止并发。这种借助数据库锁机制,在修改数据之前先锁定,再修改的方式被称之为悲观并发控制(又名“悲观锁”,Pessimistic Concurrency Control,缩写“PCC”)。

      之所以叫做悲观锁,是因为这是一种对数据的修改抱有悲观态度的并发控制方式。我们一般认为数据被并发修改的概率比较大,所以需要在修改之前先加锁。但是在效率方面,处理加锁的机制会让数据库产生额外的开销,还有增加产生死锁的机会。另外还会降低并行性,一个事务如果锁定了某行数据,其他事务就必须等待该事务处理完才可以处理那行数据。

乐观锁:

乐观锁( Optimistic Locking ) 是相对悲观锁而言的,乐观锁假设数据一般情况下不会造成冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据的冲突与否进行检测,如果发现冲突了,则返回给用户错误的信息,让用户决定如何去做。

乐观并发控制相信事务之间的数据竞争(data race)的概率是比较小的,因此尽可能直接做下去,直到提交的时候才去锁定,所以不会产生任何锁和死锁。

悲观锁实现方式

悲观锁的实现,往往依靠数据库提供的锁机制。在数据库中,悲观锁的流程如下:

在对记录进行修改前,先尝试为该记录加上排他锁(exclusive locking)。

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。

如果成功加锁,那么就可以对记录做修改,事务完成后就会解锁了。

其间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作,都会等待我们解锁或直接抛出异常。

乐观锁实现方式

使用乐观锁就不需要借助数据库的锁机制了。

乐观锁的概念中其实已经阐述了它的具体实现细节。主要就是两个步骤:冲突检测和数据更新。其实现方式有一种比较典型的就是CAS(Compare and Swap)。

CAS是项乐观锁技术,当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值,而其它线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,并可以再次尝试。

以上更新语句存在一个比较重要的问题,即传说中的ABA问题

比如说一个线程one从数据库中取出库存数3,这时候另一个线程two也从数据库中取出库存数3,并且two进行了一些操作变成了2,然后two又将库存数变成3,这时候线程one进行CAS操作发现数据库中仍然是3,然后one操作成功。尽管线程one的CAS操作成功,但是不代表这个过程就是没有问题的。

有一个比较好的办法可以解决ABA问题,那就是通过一个单独的可以顺序递增的version字段。

除了version以外,还可以使用时间戳,因为时间戳天然具有顺序递增性。

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