解決併發問題，資料庫常用的兩把鎖！
阿新 • • 發佈：2020-07-15
作者：黃青石
cnblogs.com/huangqingshi/p/10165409.html
在寫入資料庫的時候需要有鎖，比如同時寫入資料庫的時候會出現丟資料，那麼就需要鎖機制。
資料鎖分為樂觀鎖和悲觀鎖
它們使用的場景如下：
-
樂觀鎖適用於寫少讀多的情景，因為這種樂觀鎖相當於JAVA的CAS，所以多條資料同時過來的時候，不用等待，可以立即進行返回。
-
悲觀鎖適用於寫多讀少的情景，這種情況也相當於JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量資料過來的時候，只有一條資料可以被寫入，其他的資料需要等待。執行完成後下一條資料可以繼續。
他們實現的方式上有所不同。
樂觀鎖採用版本號的方式，即當前版本號如果對應上了就可以寫入資料，如果判斷當前版本號不一致，那麼就不會更新成功，比如
update table set column = value
where version=${version} and otherKey = ${otherKey}
悲觀鎖實現的機制一般是在執行更新語句的時候採用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資料庫對應的索引欄位，這樣才會是行級鎖，否則會是表鎖，這樣執行速度會變慢。
下面我就弄一個spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，然後逐漸的實現樂觀鎖和悲觀鎖。 併發控制--悲觀鎖和樂觀鎖詳解。
假設有一個場景，有一個catalog商品目錄表，然後還有一個browse瀏覽表，假如一個商品被瀏覽了，那麼就需要記錄下瀏覽的user是誰，並且記錄訪問的總數。
表的結構非常簡單：
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', 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 '建立時間', 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>
專案的結構如下：
介紹一下專案的結構的內容：
-
entity包： 實體類包。
-
repository包：資料庫repository
-
service包： 提供服務的service
-
controller包: 控制器寫入用於編寫requestMapping。相關請求的入口類
-
annotation包： 自定義註解，用於重試。
-
aspect包： 用於對自定義註解進行切面。
-
DblockApplication： springboot的啟動類。
-
DblockApplicationTests： 測試類。
咱們看一下核心程式碼的實現，參考如下，使用dataJpa非常方便，集成了CrudRepository就可以實現簡單的CRUD，非常方便，有興趣的同學可以自行研究。
實現樂觀鎖的方式有兩種：
-
更新的時候將version欄位傳過來，然後更新的時候就可以進行version判斷，如果version可以匹配上，那麼就可以更新（方法：updateCatalogWithVersion）。
-
在實體類上的version欄位上加入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);
}
實現悲觀鎖的時候也有兩種方式：
-
自行寫原生SQL，然後寫上for update語句。（方法：findCatalogsForUpdate）
-
使用@Lock註解，並且設定值為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();
}
}
}
呼叫100次，即一個商品可以瀏覽一百次，採用悲觀鎖，catalog表的資料都是100，並且browse表也是100條記錄。採用樂觀鎖的時候，因為版本號的匹配關係，那麼會有一些記錄丟失，但是這兩個表的資料是可以對應上的。
樂觀鎖失敗後會丟擲ObjectOptimisticLockingFailureException，那麼我們就針對這塊考慮一下重試，下面我就自定義了一個註解，用於做切面。
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 {
}
針對註解進行切面，見如下程式碼。我設定了最大重試次數5，然後超過5次後就不再重試。
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。
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