樂觀鎖與悲觀鎖的應用場景 處理高併發資料

2021-07-28 00:17:55 字數 2240 閱讀 8430

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:

l 丟失更新:乙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。

l 髒讀:當乙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。

最常用的處理多使用者併發訪問的方法是加鎖。當乙個使用者鎖住資料庫中的某個物件時,其他使用者就不能再訪問該物件。加鎖對併發訪問的影響體現在鎖的粒度上。比如,放在乙個表上的鎖限制對整個表的併發訪問;放在資料頁上的鎖限制了對整個資料頁的訪問;放在行上的鎖只限制對該行的併發訪問。可見行鎖粒度最小,併發訪問最好,頁鎖粒度最大,表鎖介於2者之間。

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]      悲觀鎖假定其他使用者企圖訪問或者改變你正在訪問、更改的物件的概率是很高的,因此在悲觀鎖的環境中,在你開始改變此物件之前就將該物件鎖住,並且直到你提交了所作的更改之後才釋放鎖。悲觀的缺陷是不論是頁鎖還是行鎖,加鎖的時間可能會很長,這樣可能會長時間的限制其他使用者的訪問,也就是說悲觀鎖的併發訪問性不好。

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。    樂觀鎖則認為其他使用者企圖改變你正在更改的物件的概率是很小的,因此樂觀鎖直到你準備提交所作的更改時才將物件鎖住,當你讀取以及改變該物件時並不加鎖。可見樂觀鎖加鎖的時間要比悲觀鎖短,樂觀鎖可以用較大的鎖粒度獲得較好的併發訪問效能。但是如果第二個使用者恰好在第乙個使用者提交更改之前讀取了該物件,那麼當他完成了自己的更改進行提交時,資料庫就會發現該物件已經變化了,這樣,第二個使用者不得不重新讀取該物件並作出更改。這說明在樂觀鎖環境中,會增加併發使用者讀取物件的次數。

從資料庫廠商的角度看,使用樂觀的頁鎖是比較好的,尤其在影響很多行的批量操作中可以放比較少的鎖,從而降低對資源的需求提高資料庫的效能。再考慮聚集索引。在資料庫中記錄是按照聚集索引的物理順序存放的。如果使用頁鎖,當兩個使用者同時訪問更改位於同一資料頁上的相鄰兩行時,其中乙個使用者必須等待另乙個使用者釋放鎖,這會明顯地降低系統的效能。interbase和大多數關聯式資料庫一樣,採用的是樂觀鎖,而且讀鎖是共享的,寫鎖是排他的。可以在乙個讀鎖上再放置讀鎖,但不能再放置寫鎖;你不能在寫鎖上再放置任何鎖。鎖是目前解決多使用者併發訪問的有效手段。  

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:在使用樂觀鎖的字段前加annotation: @version, hibernate在更新時自動校驗該欄位。

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 t_no=@trainno

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.

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.

[1]concurrent control

[2] oracle的悲觀鎖和樂觀鎖

[3] timestamp應用——樂觀鎖和悲觀鎖***

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