Mysql -樂觀鎖和悲觀鎖

悲觀鎖介紹（百科）：

悲觀鎖，正如其名，它指的是對數據被外界（包括本系統當前的其餘事務，以及來自外部系統的事務處理）修改持保守態度，所以，在整個數據處理過程當中， 將數據處於鎖定狀態。悲觀鎖的實現，每每依靠數據庫提供的鎖機制（也只有數據庫層提供的鎖機制才能真正保證數據訪問的排他性，不然，即便在本系統中實現了 加鎖機制，也沒法保證外部系統不會修改數據）。

使用場景舉例：以MySQL InnoDB爲例

商品goods表中有一個字段status，status爲1表明商品未被下單，status爲2表明商品已經被下單，那麼咱們對某個商品下單時必須確保該商品status爲1。假設商品的id爲1。

1.若是不採用鎖，那麼操做方法以下：

//1.查詢出商品信息
  select status from t_goods where id=1;
//2.根據商品信息生成訂單
  insert into t_orders(id,goods_id) values (null,1);
//3.修改商品status爲2
  update t_goods set status=2;

上面這種場景在高併發訪問的狀況下極可能會出現問題。

前面已經提到，只有當goods status爲1時才能對該商品下單，上面第一步操做中，查詢出來的商品status爲1。可是當咱們執行第三步Update操做的時候，有可能出現其餘 人先一步對商品下單把goods status修改成2了，可是咱們並不知道數據已經被修改了，這樣就可能形成同一個商品被下單2次，使得數據不一致。因此說這種方式是不安全的。

2.使用悲觀鎖來實現：

在上面的場景中，商品信息從查詢出來到修改，中間有一個處理訂單的過程，使用悲觀鎖的原理就是，當咱們在查詢出goods信息後就把當前的數據鎖定，直到咱們修改完畢後再解鎖。那麼在這個過程當中，由於goods被鎖定了，就不會出現有第三者來對其進行修改了。
注：要使用悲觀鎖，咱們必須關閉mysql數據庫的自動提交屬性，由於MySQL默認使用autocommit模式，也就是說，當你執行一個更新操做後，MySQL會馬上將結果進行提交。

咱們可使用命令設置MySQL爲非autocommit模式：

set autocommit=0;

設置完autocommit後，咱們就能夠執行咱們的正常業務了。具體以下：

//0.開始事務

begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就能夠)
//1.查詢出商品信息       
    select status from t_goods where id=1 for update;
//2.根據商品信息生成訂單
    insert into t_orders(id,goods_id) values (null,1);
//3.修改商品status爲2
    update t_goods set status=2;
//4.提交事務
    commit;/commit work;

注：上面的begin/commit爲事務的開始和結束，由於在前一步咱們關閉了mysql的autocommit，因此須要手動控制事務的提交，在這裏就不細表了。

上面的第一步咱們執行了一次查詢操做：select status from t_goods where id=1 for update;

與普通查詢不同的是，咱們使用了select…for update的方式，這樣就經過數據庫實現了悲觀鎖。此時在t_goods表中，id爲1的 那條數據就被咱們鎖定了，其它的事務必須等本次事務提交以後才能執行。這樣咱們能夠保證當前的數據不會被其它事務修改。

注：須要注意的是，在事務中，只有SELECT ... FOR UPDATE 或LOCK IN SHARE MODE 同一筆數據時會等待其它事務結束後才執行，通常SELECT ... 則不受此影響。拿 上面的實例來講，當我執行select status from t_goods where id=1 for update;後。我在另外的事務中若是再次執行select status from t_goods where id=1 for update;則第二個事務會一直等待第一個事務的提交，此時第二個查詢處於阻塞的狀態，可是若是我是在第二個事務中執行select status from t_goods where id=1;則能正常查詢出數據，不會受第一個事務的影響。

補充：MySQL select…for update的Row Lock與Table Lock

上面咱們提到，使用select…for update會把數據給鎖住，不過咱們須要注意一些鎖的級別，MySQL  InnoDB默認Row-Level Lock，因此只有「明確」地指定主鍵，MySQL 纔會執行Row lock (只鎖住被選取的數據)  ，不然MySQL 將會執行Table Lock (將整個數據表單給鎖住)。

舉例說明：

數據庫表t_goods，包括id,status,name三個字段，id爲主鍵，數據庫中記錄以下;

mysql> select * from t_goods;  
+----+--------+------+  
| id | status| name |  
+----+--------+------+  
| 1 |1| 道具 |  
| 2 |1| 裝備 |  
+----+--------+------+  
2 rowsin set  
  
mysql>

注：爲了測試數據庫鎖，我使用兩個console來模擬不一樣的事務操做，分別用console一、console2來表示。 

例1: (明確指定主鍵，而且有此數據，row lock)

console1：查詢出結果，可是把該條數據鎖定了

mysql>select  * from t_goods where id=1 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
|1 |1 | 道具 |  
+----+--------+------+  
1 rowinset  
  
mysql>

console2：查詢被阻塞

mysql> select * from t_goods where id=1 for update;

console2：若是console1長時間未提交，則會報錯

mysql> select * from t_goods where id=1 for update;
       ERROR 1205 : Lock wait timeout exceeded; 
       try restarting transaction

例2: (明確指定主鍵，若查無此數據，無lock)

console1：查詢結果爲空

mysql> select * from t_goods where id=3 for update;
       Empty set

console2：查詢結果爲空，查詢無阻塞，說明console1沒有對數據執行鎖定

mysql> select * from t_goods where id=3 for update;
       Empty set

例3: (無主鍵，table lock)

console1：查詢name=道具 的數據，查詢正常

mysql>select * from t_goods where name='道具' for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
|1 |1 | 道具 |  
+----+--------+------+  
1 rowinset  
  
mysql>

console2：查詢name=裝備 的數據，查詢阻塞，說明console1把表給鎖住了

mysql> select * from t_goods where name='裝備' for update;

console2：若console1長時間未提交，則查詢返回爲空

mysql> select * from t_goods where name='裝備' for update;
       Query OK, -1 rows affected

例4: (主鍵不明確，table lock)

console1：查詢正常

mysql>begin;  
Query OK,0 rows affected  
  
mysql> select * from t_goods where id>0 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status| name |  
+----+--------+------+  
| 1 |1| 道具 |  
| 2 |1| 裝備 |  
+----+--------+------+  
2 rowsin set  
  
mysql>

console2：查詢被阻塞，說明console1把表給鎖住了

mysql> select * from t_goods where id>1 for update;

例5: (主鍵不明確，table lock)

console1：

mysql> begin;  
Query OK, 0 rows affected  
  
mysql> select * from t_goods where id<>1 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
| 2 | 1 | 裝備 |  
+----+--------+------+  
1 row in set  
  
mysql>

console2：查詢被阻塞，說明console1把表給鎖住了

mysql> select * from t_goods where id<>2 for update;

console1：提交事務

mysql> commit;
    Query OK, 0 rows affected

console2：console1事務提交後，console2查詢結果正常

mysql>select *from t_goods where id<>2 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
|1 |1 | 道具 |  
+----+--------+------+  
1 rowinset  
  
mysql>

以上就是關於數據庫主鍵對MySQL鎖級別的影響實例，須要注意的是，除了主鍵外，使用索引也會影響數據庫的鎖定級別

舉例：

咱們修改t_goods表，給status字段建立一個索引

修改id爲2的數據的status爲2，此時表中數據爲:

mysql> select * from t_goods;  
+----+--------+------+  
| id | status| name |  
+----+--------+------+  
| 1 |1| 道具 |  
| 2 |2| 裝備 |  
+----+--------+------+  
2 rowsin set  
  
mysql>

例6: (明確指定索引，而且有此數據，row lock)

console1：

mysql>select  * from t_goods where status=1 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
|1 |1 | 道具 |  
+----+--------+------+  
1 rowinset  
  
mysql>

console2：查詢status=1的數據時阻塞，超時後返回爲空，說明數據被console1鎖定了

mysql> select * from t_goods where status=1 for update;
    Query OK, -1 rows affected

console2：查詢status=2的數據，能正常查詢，說明console1只鎖住了行，未鎖表

mysql>select * from t_goods where status=2 for update;  
+----+--------+------+  
| id | status | name |  
+----+--------+------+  
|2 |2 | 裝備 |  
+----+--------+------+  
1 rowinset  
  
mysql>

例7: (明確指定索引，若查無此數據，無lock)

console1：查詢status=3的數據，返回空數據

mysql> select * from t_goods where status=3 for update;
    Empty set

console2：查詢status=3的數據，返回空數據

mysql> select * from t_goods where status=3 for update;
    Empty set

樂觀鎖介紹：

樂觀鎖（ Optimistic Locking ） 相對悲觀鎖而言，樂觀鎖假設認爲數據通常狀況下不會形成衝突，因此在數據進行提交更新的時候，纔會正式對數據的衝突與否進行檢測，若是發現衝突了，則讓返回用戶錯誤的信息，讓用戶決定如何去作。那麼咱們如何實現樂觀鎖呢，通常來講有如下2種方式：

1.使用數據版本（Version）記錄機制實現，這是樂觀鎖最經常使用的一種實現 方式。何謂數據版本？即爲數據增長一個版本標識，通常是經過爲數據庫表增長一個數字類型的 「version」 字段來實現。當讀取數據時，將version字段的值一同讀出，數據每更新一次，對此version值加一。當咱們提交更新的時候，判斷數據庫表對應記錄 的當前版本信息與第一次取出來的version值進行比對，若是數據庫表當前版本號與第一次取出來的version值相等，則予以更新，不然認爲是過時數 據。用下面的一張圖來講明：

如上圖所示，若是更新操做順序執行，則數據的版本（version）依次遞增，不會產生衝突。可是若是發生有不一樣的業務操做對同一版本的數據進行修 改，那麼，先提交的操做（圖中B）會把數據version更新爲2，當A在B以後提交更新時發現數據的version已經被修改了，那麼A的更新操做會失 敗。

2.樂觀鎖定的第二種實現方式和第一種差很少，一樣是在須要樂觀鎖控制的table中增長一個字段，名稱無所謂，字段類型使用時間戳 （timestamp）, 和上面的version相似，也是在更新提交的時候檢查當前數據庫中數據的時間戳和本身更新前取到的時間戳進行對比，若是一致則OK，不然就是版本衝突。

使用舉例：以MySQL InnoDB爲例

仍是拿以前的實例來舉：商品goods表中有一個字段status，status爲1表明商品未被下單，status爲2表明商品已經被下單，那麼咱們對某個商品下單時必須確保該商品status爲1。假設商品的id爲1。

下單操做包括3步驟：

1.查詢出商品信息

select (status,status,version) from t_goods where id=#{id}

2.根據商品信息生成訂單

3.修改商品status爲2

update t_goods set status=2,version=version+1where id=#{id} and version=#{version};

那麼爲了使用樂觀鎖，咱們首先修改t_goods表，增長一個version字段，數據默認version值爲1。

t_goods表初始數據以下：

mysql> select * from t_goods;  
+----+--------+------+---------+  
| id | status| name | version|  
+----+--------+------+---------+  
|1| 1 | 道具| 1 |  
| 2 |2| 裝備 |2|  
+----+--------+------+---------+  
2 rowsin set  
     
mysql>

對於樂觀鎖的實現，我使用MyBatis來進行實踐，具體以下：

Goods實體類：

/**
 * ClassName: Goods <br/>
 * Function: 商品實體. <br/>
 */  
public class Goods implements Serializable {  
   
    /**
     * serialVersionUID:序列化ID.
     */  
    private static final long serialVersionUID = 6803791908148880587L;
       
    /**
     * id:主鍵id.
     */  
    private int id;
       
    /**
     * status:商品狀態：1未下單、2已下單.
     */  
    private int status;
       
    /**
     * name:商品名稱.
     */  
    private String name;
       
    /**
     * version:商品數據版本號.
     */  
    private int version;
       
    @Override
    public String toString(){
        return "good id:"+id+",goods status:"+status+",goods name:"+name+",goods version:"+version;
    }
   
    //setter and getter
   
}

GoodsDao

mapper.xml

<update id="updateGoodsUseCAS" parameterType="Goods">
    <![CDATA[
        update t_goods
        set status=#{status},name=#{name},version=version+1
        where id=#{id} and version=#{version}
    ]]>
</update>

GoodsDaoTest測試類

@Test
public void goodsDaoTest(){
    int goodsId = 1;
    //根據相同的id查詢出商品信息，賦給2個對象
    Goods goods1 = this.goodsDao.getGoodsById(goodsId);
    Goods goods2 = this.goodsDao.getGoodsById(goodsId);
       
    //打印當前商品信息
    System.out.println(goods1);
    System.out.println(goods2);
       
    //更新商品信息1
    goods1.setStatus(2);//修改status爲2
    int updateResult1 = this.goodsDao.updateGoodsUseCAS(goods1);
    System.out.println("修改商品信息1"+(updateResult1==1?"成功":"失敗"));
       
    //更新商品信息2
    goods1.setStatus(2);//修改status爲2
    int updateResult2 = this.goodsDao.updateGoodsUseCAS(goods1);
    System.out.println("修改商品信息2"+(updateResult2==1?"成功":"失敗"));
}

輸出結果：

1. good id:1,goods status:1,goods name:道具,goods version:1  
2. good id:1,goods status:1,goods name:道具,goods version:1  
3. 修改商品信息1成功  
4. 修改商品信息2失敗  

說明：

在GoodsDaoTest測試方法中，咱們同時查出同一個版本的數據，賦給不一樣的goods對象，而後先修改good1對象而後執行更新操做，執行成功。而後咱們修改goods2，執行更新操做時提示操做失敗。此時t_goods表中數據以下：    

mysql> select \* from t\_goods;  
+----+--------+------+---------+  
| id | status| name | version|  
+----+--------+------+---------+  
|1| 2 | 道具| 2 |  
| 2 |2| 裝備 |2|  
+----+--------+------+---------+  
2 rowsin set  
     
mysql>

咱們能夠看到 id爲1的數據version已經在第一次更新時修改成2了。因此咱們更新good2時update where條件已經不匹配了，因此更新不會成功，具體sql以下：

update t_goods set status=2,version=version+1  where id=#{id} and version=#{version};