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悲觀鎖和樂觀鎖的區別和應用場景

悲觀鎖(Pessimistic Lock), 顧名思義,就是很悲觀,每次去拿資料的時候都認為別人會修改,所以每次在拿資料的時候都會上鎖,這樣別人想拿這個資料就會block直到它拿到鎖。傳統的關係型資料庫裡邊就用到了很多這種鎖機制,比如行鎖,表鎖等,讀鎖,寫鎖等,都是在做操作之前先上鎖。

樂觀鎖(Optimistic Lock), 顧名思義,就是很樂觀,每次去拿資料的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個資料,可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用於多讀的應用型別,這樣可以提高吞吐量,像資料庫如果提供類似於write_condition機制的其實都是提供的樂觀鎖。

為什麼需要鎖(併發控制)?

在多使用者環境中,在同一時間可能會有多個使用者更新相同的記錄,這會產生衝突。這就是著名的併發性問題。

典型的衝突有:

丟失更新:一個事務的更新覆蓋了其它事務的更新結果,就是所謂的更新丟失。例如:使用者A把值從6改為2,使用者B把值從2改為6,則使用者A丟失了他的更新。

髒讀:當一個事務讀取其它完成一半事務的記錄時,就會發生髒讀取。例如:使用者A,B看到的值都是6,使用者B把值改為2,使用者A讀到的值仍為6。

為了解決這些併發帶來的問題。 我們需要引入併發控制機制。

併發控制機制

悲觀鎖:假定會發生併發衝突,遮蔽一切可能違反資料完整性的操作。[1]

樂觀鎖:假設不會發生併發衝突,只在提交操作時檢查是否違反資料完整性。[1] 樂觀鎖不能解決髒讀的問題。

樂觀鎖應用

1.使用自增長的整數表示資料版本號。更新時檢查版本號是否一致,比如資料庫中資料版本為6,更新提交時version=6+1,使用該version值(=7)與資料庫version+1(=7)作比較,如果相等,則可以更新,如果不等則有可能其他程式已更新該記錄,所以返回錯誤。

2.使用時間戳來實現.

注:對於以上兩種方式,Hibernate自帶實現方式:在使用樂觀鎖的欄位前加annotation: @Version, Hibernate在更新時自動校驗該欄位。

悲觀鎖應用

需要使用資料庫的鎖機制,比如SQL SERVER 的TABLOCKX(排它表鎖) 此選項被選中時,SQL  Server  將在整個表上置排它鎖直至該命令或事務結束。這將防止其他程序讀取或修改表中的資料。

SqlServer中使用

Begin Tran
select top 1 @TrainNo=T_NO
         from Train_ticket   with (UPDLOCK)   where S_Flag=0

      update Train_ticket
         set T_Name=user,
             T_Time=getdate(),
             S_Flag=1
         where 
[email protected]
commit

我們在查詢的時候使用了with (UPDLOCK)選項,在查詢記錄的時候我們就對記錄加上了更新鎖,表示我們即將對此記錄進行更新. 注意更新鎖和共享鎖是不衝突的,也就是其他使用者還可以查詢此表的內容,但是和更新鎖和排它鎖是衝突的.所以其他的更新使用者就會阻塞.

結論

在實際生產環境裡邊,如果併發量不大且不允許髒讀,可以使用悲觀鎖解決併發問題;但如果系統的併發非常大的話,悲觀鎖定會帶來非常大的效能問題,所以我們就要選擇樂觀鎖定的方法.


兩種鎖各有優缺點,不可認為一種好於另一種,像樂觀鎖適用於寫比較少的情況下,即衝突真的很少發生的時候,這樣可以省去了鎖的開銷,加大了系統的整個吞吐量。但如果經常產生衝突,上層應用會不斷的進行retry,這樣反倒是降低了效能,所以這種情況下用悲觀鎖就比較合適。