詳解mysql的悲觀鎖與樂觀鎖

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他事務，以及來自外部系統的事務處理）修改持保守態度，因此，在整個數據處理過程中，將數據處於鎖定狀態。悲觀鎖的實現，往往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，否則，即使在本系統中實現了加鎖機制，也無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代表商品未被下單，status爲2代表商品已經被下單，那麼我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.如果不採用鎖，那麼操作方法如下：

//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情況下很可能會出現問題。

前面已經提到，只有當goods status爲1時才能對該商品下單，上面第一步操作中，查詢出來的商品status爲1。但是當我們執行第三步Update操作的時候，有可能出現其他人先一步對商品下單把goods status修改爲2了，但是我們並不知道數據已經被修改了，這樣就可能造成同一個商品被下單2次，使得數據不一致。所以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，當我們在查詢出goods信息後就把當前的數據鎖定，直到我們修改完畢後再解鎖。那麼在這個過程中，因爲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，我們必須關閉mysql數據庫的自動提交屬性，因爲MySQL默認使用autocommit模式，也就是說，當你執行一個更新操作後，MySQL會立刻將結果進行提交。

我們可以使用命令設置MySQL爲非autocommit模式：

set autocommit=0;

設置完autocommit後，我們就可以執行我們的正常業務了。具體如下：

//0.開始事務

begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就可以)

//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，因爲在前一步我們關閉了mysql的autocommit，所以需要手動控制事務的提交，在這裏就不細表了。

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

與普通查詢不一樣的是，我們使用了select…for update的方式，這樣就通過數據庫實現了悲觀鎖。此時在t_goods表中，id爲1的 那條數據就被我們鎖定了，其它的事務必須等本次事務提交之後才能執行。這樣我們可以保證當前的數據不會被其它事務修改。

注：需要注意的是，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，一般SELECT … 則不受此影響。拿上面的實例來說，當我執行select status from t_goods where id=1 for update;後。我在另外的事務中如果再次執行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，但是如果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

上面我們提到，使用select…for update會把數據給鎖住，不過我們需要注意一些鎖的級別，MySQL InnoDB默認Row-Level Lock，所以只有「明確」地指定主鍵，MySQL 纔會執行Row lock (只鎖住被選取的數據) ，否則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，數據庫中記錄如下;

mysql> select * from t_goods;
±—±-------±-----+
| id | status | name |
±—±-------±-----+
| 1 | 1 | 道具 |
| 2 | 1 | 裝備 |
±—±-------±-----+
2 rows in set

mysql>

注：爲了測試數據庫鎖，我使用兩個console來模擬不同的事務操作，分別用console1、console2來表示。

例1: (明確指定主鍵，並且有此數據，row lock)

console1：查詢出結果，但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 row in set

mysql>

console2：查詢被阻塞

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

console2：如果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 row in set

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 rows 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>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 row in set

mysql>

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

舉例：

我們修改t_goods表，給status字段創建一個索引

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 rows in set

mysql>

例6: (明確指定索引，並且有此數據，row lock)

console1：

mysql> select * from t_goods where status=1 for update;
±—±-------±-----+
| id | status | name |
±—±-------±-----+
| 1 | 1 | 道具 |
±—±-------±-----+
1 row in set

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 row in set

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

談到了MySQL悲觀鎖，但是悲觀鎖並不是適用於任何場景，它也有它存在的一些不足，因爲悲觀鎖大多數情況下依靠數據庫的鎖機制實現，以保證操作最大程度的獨佔性。如果加鎖的時間過長，其他用戶長時間無法訪問，影響了程序的併發訪問性，同時這樣對數據庫性能開銷影響也很大，特別是對長事務而言，這樣的開銷往往無法承受。所以與悲觀鎖相對的，我們有了樂觀鎖，具體參見下面介紹：

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一般情況下不會造成衝突，所以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，如果發現衝突了，則讓返回用戶錯誤的信息，讓用戶決定如何去做。那麼我們如何實現樂觀鎖呢，一般來說有以下2種方式：

1.使用數據版本（Version）記錄機制實現，這是樂觀鎖最常用的一種實現方式。何謂數據版本？即爲數據增加一個版本標識，一般是通過爲數據庫表增加一個數字類型的 “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。當我們提交更新的時候，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，如果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，否則認爲是過期數據。用下面的一張圖來說明：

如上圖所示，如果更新操作順序執行，則數據的版本（version）依次遞增，不會產生衝突。但是如果發生有不同的業務操作對同一版本的數據進行修改，那麼，先提交的操作（圖中B）會把數據version更新爲2，當A在B之後提交更新時發現數據的version已經被修改了，那麼A的更新操作會失敗。

2.樂觀鎖定的第二種實現方式和第一種差不多，同樣是在需要樂觀鎖控制的table中增加一個字段，名稱無所謂，字段類型使用時間戳（timestamp）, 和上面的version類似，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自己更新前取到的時間戳進行對比，如果一致則OK，否則就是版本衝突。

使用舉例：以MySQL InnoDB爲例

還是拿之前的實例來舉：商品goods表中有一個字段status，status爲1代表商品未被下單，status爲2代表商品已經被下單，那麼我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。

下單操作包括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+1

where id=#{id} and version=#{version};

那麼爲了使用樂觀鎖，我們首先修改t_goods表，增加一個version字段，數據默認version值爲1。

t_goods表初始數據如下：

mysql> select * from t_goods;
±—±-------±-----±--------+
| id | status | name | version |
±—±-------±-----±--------+
| 1 | 1 | 道具 | 1 |
| 2 | 2 | 裝備 | 2 |
±—±-------±-----±--------+
2 rows in set

mysql>

對於樂觀鎖的實現，我使用MyBatis來進行實踐，具體如下：

Goods實體類：

/**
 * ClassName: Goods <br/>
 * Function: 商品實體. <br/>
 * date: 2013-5-8 上午09:16:19 <br/>
 * @author [email protected]
 */
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

/**
 * updateGoodsUseCAS:使用CAS(Compare and set)更新商品信息. <br/>
 *
 * @author [email protected]
 * @param goods 商品對象
 * @return 影響的行數
 */
int updateGoodsUseCAS(Goods goods);

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：

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

說明：

在GoodsDaoTest測試方法中，我們同時查出同一個版本的數據，賦給不同的goods對象，然後先修改good1對象然後執行更新操作，執行成功。然後我們修改goods2，執行更新操作時提示操作失敗。此時t_goods表中數據如下：

mysql> select * from t_goods;
±—±-------±-----±--------+
| id | status | name | version |
±—±-------±-----±--------+
| 1 | 2 | 道具 | 2 |
| 2 | 2 | 裝備 | 2 |
±—±-------±-----±--------+
2 rows in set

mysql>

我們可以看到 id爲1的數據version已經在第一次更新時修改爲2了。所以我們更新good2時update where條件已經不匹配了，所以更新不會成功，具體sql如下：

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

這樣我們就實現了樂觀鎖

轉載自：http://chenzhou123520.iteye.com/blog/1860954 、http://chenzhou123520.iteye.com/blog/1863407

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