第五節：框架前期準備篇之鎖機制處理併發

一. 簡介

(一). 在處理併發的這個問題上，鎖大體分爲兩類：悲觀鎖和樂觀鎖。

　　1.  悲觀鎖：悲觀的認爲每次去拿數據的時候都會被別人修改，因此每次在拿數據的時候都會「上鎖」，操做完成以後再「解鎖」。 在數據加鎖期間，其餘人(其餘線程)若是來拿數據就會等待，直到去掉鎖。數據庫層次的悲觀鎖有「表鎖」、「行鎖」等。

注：EF默認不支持悲觀鎖，只能經過EF調用SQL語句。

　　2.  樂觀鎖：樂觀的認爲該條數據不會被佔用，本身先佔了再說，佔完了以後再看看是否是占上了，若是沒占上就是操做失敗，提示給用戶。

　　3.  兩種鎖進行對比： 悲觀鎖使用的體驗更好，可是對系統性能的影響大，只適合併發量不大的場合。 樂觀鎖適用於「寫少讀多」的狀況下，加大了系統的整個吞吐量，可是「樂觀鎖可能失敗」給用戶的體驗很很差。

注：兩種鎖各有利弊，至於怎麼取捨，根據實際業務場景來進行。

(二). 模擬一個搶單的業務場景

　　一個乘客發了一個打車訂單，不少司機去搶這個訂單，執行的業務簡單點來講是，先select出這條數據，而後update這個條數據中的driveName字段爲本身的名字，可是如今會有這麼

一種現象，同時select出這條訂單，前後更新driveName這個字段，先搶到訂單的乘客會發現最後訂單沒了，其實是數據庫中Update第二次的操做覆蓋了第一次的操做了，這就是

併發操做帶來的尷尬場景。

 

 

二. 悲觀鎖

 1. 數據準備

　　新建數據庫【LockDemoDB】，新建訂單表OrderInfor，包括字段有：id、userName(乘客姓名)、destination(訂單信息)、driverName(搶單司機的姓名)、isRobbed(該訂單是否被搶, 0表明未被搶,1表明已被搶 )，事先插入一條數據用於測試對應的字段分別爲： 1,  ypf,  去北京,  "",  0

以下圖：

 2. 原理

　　開啓事務，利用排它鎖和行鎖將該條數據鎖住，其餘線程若是要訪問，必須得該線程提交完事務，鎖釋放後才能使用，下面分享兩種寫法：ADO.NET寫法 和 EF調用SQL語句寫法。

大體流程：

　　①：查詢id爲1的數據，若是不存在，則中止業務；若是存在，繼續往下執行。

　　②：查詢isRobbed字段的值，若是爲1，表明該訂單已經剛被人搶了，而後輸出driverName的值，即表明被誰搶了；若是爲0，表明該訂單還沒有被搶，繼續往下執行。

　　③：執行Update操做，進行事務提交，這期間別的線程是不能訪問的。

　　④：提交完事務後，鎖被釋放，其它線程得以繼續訪問。

 ADO.NET寫法：

 1             {
 2                 Console.WriteLine("司機您好，請輸入您的名字");
 3                 string driverName = Console.ReadLine();
 4                 string connstr = ConfigurationManager.ConnectionStrings["connstr"].ConnectionString;
 5                 using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connstr))
 6                 {
 7                     conn.Open();
 8                     using (var tx = conn.BeginTransaction())
 9                     {
10                         try
11                         {
12                             Console.WriteLine("開始查詢");
13                             using (var selectCmd = conn.CreateCommand())
14                             {
15                                 selectCmd.Transaction = tx;
16                                 //排它鎖和行鎖,針對訪問線程鎖住該行,不能繼續往下執行，只有事務提交完，其餘線程才能訪問
17                                 selectCmd.CommandText = "select * from OrderInfor with(xlock,ROWLOCK) where id=1";
18                                 using (var reader = selectCmd.ExecuteReader())
19                                 {
20                                     if (!reader.Read())
21                                     {
22                                         Console.WriteLine("沒有id爲1的訂單");
23                                         return;
24                                     }
25                                     string dName = null;
26                                     string isRobbed = null;
27                                     if (!reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("driverName")))
28                                     {
29                                         dName = reader.GetString(reader.GetOrdinal("driverName"));
30                                     }
31                                     if (!reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("isRobbed")))
32                                     {
33                                         isRobbed = reader.GetString(reader.GetOrdinal("isRobbed"));
34                                     }
35 
36                                     //表示該訂單已經被搶了
37                                     if (isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(dName))
38                                     {
39                                         if (driverName == dName)
40                                         {
41                                             Console.WriteLine("該訂單早已經被我搶了");
42                                         }
43                                         else
44                                         {
45                                             Console.WriteLine($"該訂單早已經被司機【{dName}】搶了");
46                                         }
47                                         //再也不往下執行
48                                         Console.ReadKey();
49                                         return;
50                                     }
51                                 }
52                                 Console.WriteLine("查詢完成,開始執行update操做");
53                                 using (var updateCmd = conn.CreateCommand())
54                                 {
55                                     updateCmd.Transaction = tx;
56                                     updateCmd.CommandText = "Update OrderInfor set driverName=@driverName,isRobbed=@isRobbed where id=1";
57                                     updateCmd.Parameters.Add(new SqlParameter("@driverName", driverName));
58                                     updateCmd.Parameters.Add(new SqlParameter("@isRobbed", "1"));
59                                     updateCmd.ExecuteNonQuery();
60                                 }
61                                 Console.WriteLine("結束update操做");
62                                 Console.WriteLine("按任意鍵進行事務提交");
63                                 Console.ReadKey();
64                             }
65                             tx.Commit();
66                             Console.WriteLine("事務提交成功");
67                         }
68                         catch (Exception ex)
69                         {
70                             Console.WriteLine(ex);
71                             tx.Rollback();
72                         }
73                     }
74                 }
75             }

EF調用SQL語句寫法：

 1             {
 2                 Console.WriteLine("司機您好，請輸入您的名字");
 3                 string driverName = Console.ReadLine();
 4                 using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 5                 using (var tx = ctx.Database.BeginTransaction())
 6                 {
 7                     Console.WriteLine("開始查詢");
 8                     //必定要遍歷一下 SqlQuery 的返回值纔會真正執行 SQL 
 9                     //排它鎖和行鎖,針對訪問線程鎖住該行,不能繼續往下執行，只有事務提交完，其餘線程才能訪問
10                     var orderInfor = ctx.Database.SqlQuery<OrderInfor>("select * from OrderInfor with(xlock,ROWLOCK) where id=1").Single();
11 
12                     //表示該訂單已經被搶了
13                     if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
14                     {
15                         if (driverName == orderInfor.driverName)
16                         {
17                             Console.WriteLine("該訂單早已經被我搶了");
18                         }
19                         else
20                         {
21                             Console.WriteLine($"該訂單早已經被司機【{orderInfor.driverName}】搶了");
22                         }
23                         //再也不往下執行
24                         Console.ReadKey();
25                         return;
26                     }
27 
28                     Console.WriteLine("查詢完成,開始執行update操做");
29                     ctx.Database.ExecuteSqlCommand("Update OrderInfor set driverName={0},isRobbed={1} where id=1", driverName, "1");
30                     Console.WriteLine("結束update操做");
31                     Console.WriteLine("按任意鍵進行事務提交");
32                     Console.ReadKey();
33                     try
34                     {
35                         tx.Commit();
36                     }
37                     catch (Exception ex)
38                     {
39                         Console.WriteLine(ex);
40                         tx.Rollback();
41                     }
42                 }
43             }

 結果分析：

 　　①：線程1進入，查詢完畢，還沒有進行事務提交。

　　②：線程2進入，被鎖住，沒法繼續往下進行操做。

　　③：線程1進行事務提交，線程1執行成功的同時，線程2提示該訂單已經被xx搶了。

 

 

三. 樂觀鎖

 1. 數據準備

　　新建訂單表OrderInfor2，包括基礎字段有：id、userName(乘客姓名)、destination(訂單信息)、driverName(搶單司機的姓名)、isRobbed(該訂單是否被搶, 0表明未被搶,1表明已被搶 )， 新增字段：rowversion字段, 類型爲timestamp,對應的實體類型爲byte[]， 事先插入一條數據用於測試對應的字段分別爲： 1, ypf, 去北京, "", 0 。

PS：凡是對該條數據進行過update操做，rowversion字段的值都會發生變化。

 2. 原理

 　  這裏提供兩種思路，分別是：原生的SQL語句(這裏經過EF調用) 和 EF默認的樂觀鎖模式。

(1). 原生的SQL語句：

　 ①：查出該條訂單的記錄，包括rowversion字段。

　 ②：把該rowversion字段做爲update操做where的一個條件，執行更新操做。

　 ③：看受影響的行數，若是受影響的行數爲0，表示該條數據在你執行更新操做前已經被人改過了，這個時候一般提示用戶「更新失敗」；若是受影響的行數爲1，則表示沒被修改過，提示用戶「更新成功」。

分享代碼：

 1             {
 2                 try
 3                 {
 4                     Console.WriteLine("司機您好，請輸入您的名字");
 5                     string driverName = Console.ReadLine();
 6                     using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 7                     {
 8                         Console.WriteLine("開始查詢");
 9                         //必定要遍歷一下 SqlQuery 的返回值纔會真正執行 SQL 
10                         var orderInfor = ctx.Database.SqlQuery<OrderInfor2>("select * from OrderInfor2 where id=1").Single();
11 
12                         //表示該訂單已經被搶了
13                         if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
14                         {
15                             if (driverName == orderInfor.driverName)
16                             {
17                                 Console.WriteLine("該訂單早已經被我搶了");
18                             }
19                             else
20                             {
21                                 Console.WriteLine($"該訂單早已經被司機【{orderInfor.driverName}】搶了");
22                             }
23                             //不在往下執行
24                             Console.ReadKey();
25                             return;
26                         }
27 
28                         Console.WriteLine("查詢完成,按任意鍵進行搶單");
29                         Console.ReadKey();
30                         Console.WriteLine("正在搶單中。。。。。");
31                         //休眠3s，模擬高併發搶單
32                         Thread.Sleep(3000);
33                         int affectRows = ctx.Database.ExecuteSqlCommand("Update OrderInfor2 set driverName={0},isRobbed={1} where id=1 and rowversion={2}", driverName, "1", orderInfor.rowversion);
34                         if (affectRows == 0)
35                         {
36                             Console.WriteLine("搶單失敗");
37                         }
38                         else if (affectRows == 1)
39                         {
40                             Console.WriteLine("搶單成功");
41                         }
42                         else
43                         {
44                             Console.WriteLine("見鬼了");
45                         }
46                     }
47                 }
48                 catch (Exception ex)
49                 {
50                     Console.WriteLine("失敗了");
51                     Console.WriteLine(ex.Message);
52                     throw;
53                 }
54             }

(2). EF默認的樂觀鎖模式

　　a. DBFirst模式：在Edmx模型上給該字段的併發模式設置爲fixed(默認爲None)，這樣該表中全部字段都監控併發。若是不想監視全部列（在不添加RowVersion的狀況下），只需在Edmx模型是給特定的字段的併發模式設置爲fixed，這樣只有被設置的字段被監測併發。

　　b. CodeFirst下的Fluent API下的配置：

　　　　　　全局配置：Property(e => e.RowVersion).IsRowVersion();

　　　　　　單獨字段配置：Property(p => p.xxxx).IsConcurrencyToken();

　　c. CodeFirst下的DataAnnotation下的配置：rowversion屬性加上特性[Timestamp],這樣該表中全部字段都監控併發。若是不想監視全部列（在不添加RowVersion的狀況下）， 只需給特定的字段加上特性 [ConcurrencyCheck]，這樣只有被設置的字段被監測併發。

原理：經過DbUpdateConcurrencyException監測該條數據是否被改過，改過就拋異常。

分享代碼：

 1                 Console.WriteLine("司機您好，請輸入您的名字");
 2                 string driverName = Console.ReadLine();
 3                 using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 4                 {
 5                     Console.WriteLine("開始查詢");
 6 
 7                     var orderInfor = ctx.OrderInfor2.Where(u => u.id == "1").FirstOrDefault();
 8 
 9                     //表示該訂單已經被搶了
10                     if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
11                     {
12                         if (driverName == orderInfor.driverName)
13                         {
14                             Console.WriteLine("該訂單早已經被我搶了");
15                         }
16                         else
17                         {
18                             Console.WriteLine($"該訂單早已經被司機【{orderInfor.driverName}】搶了");
19                         }
20                         //不在往下執行
21                         Console.ReadKey();
22                         return;
23                     }
24 
25                     Console.WriteLine("查詢完成,按任意鍵進行搶單");
26                     Console.ReadKey();
27                     Console.WriteLine("正在搶單中。。。。。");
28                     //休眠3s，模擬高併發搶單
29                     Thread.Sleep(3000);
30 
31                     //下面執行更新操做
32                     orderInfor.driverName = driverName;
33                     orderInfor.isRobbed = "1";
34                     try
35                     {
36                         ctx.SaveChanges();
37                         Console.WriteLine("搶單成功");
38                     }
39                     catch (DbUpdateConcurrencyException)
40                     {
41                         Console.WriteLine("搶單失敗");
42                     }
43                 }

3. 結果分析

 　　①：線程1 和 線程2，同時執行且均查詢完畢，等待點擊按鈕進行搶單。

　　②：先點擊線程1，而後點擊線程2，發現線程1搶單成功，線程2搶單失敗，證實線程2在搶單的時候，監測到該數據已經被改動了。

 

 

四. 數據庫鎖詳解

 

詳見：http://www.javashuo.com/article/p-fkgnoegt-hh.html

 

 

 

 

 

 

 

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