解決併發問題，數據庫經常使用的兩把鎖！

時間 2019-11-07

標籤解決併發問題數據庫經常使用欄目 SQL 简体版

原文原文鏈接

在寫入數據庫的時候須要有鎖，好比同時寫入數據庫的時候會出現丟數據，那麼就須要鎖機制。java

數據鎖分爲樂觀鎖和悲觀鎖

它們使用的場景以下：mysql

樂觀鎖適用於寫少讀多的情景，由於這種樂觀鎖至關於JAVA的CAS，因此多條數據同時過來的時候，不用等待，能夠當即進行返回。web
悲觀鎖適用於寫多讀少的情景，這種狀況也至關於JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量數據過來的時候，只有一條數據能夠被寫入，其餘的數據須要等待。執行完成後下一條數據能夠繼續。spring

他們實現的方式上有所不一樣。sql

樂觀鎖採用版本號的方式，即當前版本號若是對應上了就能夠寫入數據，若是判斷當前版本號不一致，那麼就不會更新成功，好比數據庫

update table set column = value

where version=${version} and otherKey = ${otherKey}複製代碼

悲觀鎖實現的機制通常是在執行更新語句的時候採用for update方式，好比apache

update table set column='value' for update複製代碼

這種狀況where條件呢必定要涉及到數據庫對應的索引字段，這樣纔會是行級鎖，不然會是表鎖，這樣執行速度會變慢。springboot

下面我就弄一個spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，而後逐漸的實現樂觀鎖和悲觀鎖。bash

假設有一個場景，有一個catalog商品目錄表，而後還有一個browse瀏覽表，假如一個商品被瀏覽了，那麼就須要記錄下瀏覽的user是誰，而且記錄訪問的總數。app

表的結構很是簡單：

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;複製代碼

POM.XML的依賴以下：

<?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>複製代碼

項目的結構以下：

介紹一下項目的結構的內容：

entity包：實體類包。
repository包：數據庫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的啓動類。
DblockApplicationTests：測試類。

我們看一下核心代碼的實現，參考以下，使用dataJpa很是方便，集成了CrudRepository就能夠實現簡單的CRUD，很是方便，有興趣的同窗能夠自行研究。

實現樂觀鎖的方式有兩種：

更新的時候將version字段傳過來，而後更新的時候就能夠進行version判斷，若是version能夠匹配上，那麼就能夠更新（方法：updateCatalogWithVersion）。
在實體類上的version字段上加入version，能夠不用本身寫SQL語句就能夠它就能夠自行的按照version匹配和更新，是否是很簡單。

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) //表明行級鎖

   @Query("select a from Catalog a where a.id = :id")

   Optional<Catalog> findCatalogWithPessimisticLock(@Param("id") Long id);



   @Modifying(clearAutomatically = true) //修改時須要帶上

   @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);



}複製代碼

實現悲觀鎖的時候也有兩種方式：

自行寫原生SQL，而後寫上for update語句。（方法：findCatalogsForUpdate）
使用@Lock註解，而且設置值爲LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE便可表明行級鎖。

還有我寫的測試類，方便你們進行測試：　　

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();

       }

   }

}複製代碼

調用100次，即一個商品能夠瀏覽一百次，採用悲觀鎖，catalog表的數據都是100，而且browse表也是100條記錄。採用樂觀鎖的時候，由於版本號的匹配關係，那麼會有一些記錄丟失，可是這兩個表的數據是能夠對應上的。

樂觀鎖失敗後會拋出ObjectOptimisticLockingFailureException，那麼咱們就針對這塊考慮一下重試，下面我就自定義了一個註解，用於作切面。

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 {

}複製代碼

針對註解進行切面，見以下代碼。我設置了最大重試次數5，而後超過5次後就再也不重試。　

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;

   }

}複製代碼