解决并发问题，数据库经常使用的两把锁！

时间 2019-11-07

标签解决并发问题数据库经常使用栏目 SQL 繁體版

原文原文链接

在写入数据库的时候须要有锁，好比同时写入数据库的时候会出现丢数据，那么就须要锁机制。java

数据锁分为乐观锁和悲观锁

它们使用的场景以下：mysql

乐观锁适用于写少读多的情景，由于这种乐观锁至关于JAVA的CAS，因此多条数据同时过来的时候，不用等待，能够当即进行返回。web
悲观锁适用于写多读少的情景，这种状况也至关于JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量数据过来的时候，只有一条数据能够被写入，其余的数据须要等待。执行完成后下一条数据能够继续。spring

他们实现的方式上有所不一样。sql

乐观锁采用版本号的方式，即当前版本号若是对应上了就能够写入数据，若是判断当前版本号不一致，那么就不会更新成功，好比数据库

update table set column = value

where version=${version} and otherKey = ${otherKey}复制代码

悲观锁实现的机制通常是在执行更新语句的时候采用for update方式，好比apache

update table set column='value' for update复制代码

这种状况where条件呢必定要涉及到数据库对应的索引字段，这样才会是行级锁，不然会是表锁，这样执行速度会变慢。springboot

下面我就弄一个spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，而后逐渐的实现乐观锁和悲观锁。bash

假设有一个场景，有一个catalog商品目录表，而后还有一个browse浏览表，假如一个商品被浏览了，那么就须要记录下浏览的user是谁，而且记录访问的总数。app

表的结构很是简单：

create table catalog  (

id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',

name varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名称',

browse_count int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '浏览数',

version int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁，版本号',

PRIMARY KEY(id)

) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;



CREATE table browse (

id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',

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 '建立时间',

PRIMARY KEY(id)

) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;复制代码

POM.XML的依赖以下：

<?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>复制代码

项目的结构以下：

介绍一下项目的结构的内容：

entity包：实体类包。
repository包：数据库repository
service包：提供服务的service
controller包: 控制器写入用于编写requestMapping。相关请求的入口类
annotation包：自定义注解，用于重试。
aspect包：用于对自定义注解进行切面。
DblockApplication： springboot的启动类。
DblockApplicationTests：测试类。

我们看一下核心代码的实现，参考以下，使用dataJpa很是方便，集成了CrudRepository就能够实现简单的CRUD，很是方便，有兴趣的同窗能够自行研究。

实现乐观锁的方式有两种：

更新的时候将version字段传过来，而后更新的时候就能够进行version判断，若是version能够匹配上，那么就能够更新（方法：updateCatalogWithVersion）。
在实体类上的version字段上加入version，能够不用本身写SQL语句就能够它就能够自行的按照version匹配和更新，是否是很简单。

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) //表明行级锁

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

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



   @Modifying(clearAutomatically = true) //修改时须要带上

   @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);



}复制代码

实现悲观锁的时候也有两种方式：

自行写原生SQL，而后写上for update语句。（方法：findCatalogsForUpdate）
使用@Lock注解，而且设置值为LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE便可表明行级锁。

还有我写的测试类，方便你们进行测试：　　

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();

       }

   }

}复制代码

调用100次，即一个商品能够浏览一百次，采用悲观锁，catalog表的数据都是100，而且browse表也是100条记录。采用乐观锁的时候，由于版本号的匹配关系，那么会有一些记录丢失，可是这两个表的数据是能够对应上的。

乐观锁失败后会抛出ObjectOptimisticLockingFailureException，那么咱们就针对这块考虑一下重试，下面我就自定义了一个注解，用于作切面。

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 {

}复制代码

针对注解进行切面，见以下代码。我设置了最大重试次数5，而后超过5次后就再也不重试。　

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;

   }

}复制代码

大体思路是这样了。