悲观锁和乐观锁
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悲观锁和乐观锁
为什么需要锁 (并发控制) ？
在多用户环境中,在同一时间可能会有多个用户更新相同的记录,这会产生冲突。这就是著名的并发性问题。
典型的冲突有:
- 丢失更新: 一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果,就是所谓的更新丢失。例如: 用户A把值从 6 改为 2, 用户B把值从 2 改为 6, 则用户 A 丢失了他的更新。
- 脏读: 当一个事务读取其它完成一半事务的记录时, 就会发生脏读取。例如: 用户 A, B 看到的值都是 6, 用户 B 把值改为 2, 用户 A 读到的值仍为 6。
为了解决这些并发带来的问题。 我们需要引入并发控制机制。
并发控制机制
最常用的处理多用户并发访问的方法是加锁。当一个用户锁住数据库中的某个对象时,其他用户就不能再访问该对象。加锁对并发访问的影响体现在锁的粒度上。比如,放在一个表上的锁限制对整个表的并发访问；放在数据页上的锁限制了对整个数据页的访问；放在行上的锁只限制对该行的并发访问。可见行锁粒度最小,并发访问最好,页锁粒度最大,表锁介于2者之间。
悲观锁
悲观锁在操作数据时比较悲观,认为别人会同时修改数据。因此操作数据时直接把数据锁住,直到操作完成后才会释放锁；上锁期间其他人不能修改数据。
假定会发生并发冲突,屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。悲观锁假定其他用户企图访问或者改变你正在访问、更改的对象的概率是很高的,因此在悲观锁的环境中,在你开始改变此对象之前就将该对象锁住,并且直到你提交了所作的更改之后才释放锁。悲观的缺陷是不论是页锁还是行锁,加锁的时间可能会很长,这样可能会长时间的限制其他用户的访问,也就是说悲观锁的并发访问性不好。
乐观锁
乐观锁在操作数据时非常乐观,认为别人不会同时修改数据。因此乐观锁不会上锁,只是在执行更新的时候判断一下在此期间别人是否修改了数据: 如果别人修改了数据则放弃操作,否则执行操作。
假设不会发生并发冲突,只在提交操作时检查是否违反数据完整性。乐观锁不能解决脏读的问题。乐观锁则认为其他用户企图改变你正在更改的对象的概率是很小的,因此乐观锁直到你准备提交所作的更改时才将对象锁住,当你读取以及改变该对象时并不加锁。可见乐观锁加锁的时间要比悲观锁短,乐观锁可以用较大的锁粒度获得较好的并发访问性能。但是如果第二个用户恰好在第一个用户提交更改之前读取了该对象,那么当他完成了自己的更改进行提交时,数据库就会发现该对象已经变化了,这样,第二个用户不得不重新读取该对象并作出更改。这说明在乐观锁环境中,会增加并发用户读取对象的次数。
从数据库厂商的角度看,使用乐观的页锁是比较好的,尤其在影响很多行的批量操作中可以放比较少的锁,从而降低对资源的需求提高数据库的性能。再考虑聚集索引。在数据库中记录是按照聚集索引的物理顺序存放的。如果使用页锁,当两个用户同时访问更改位于同一数据页上的相邻两行时,其中一个用户必须等待另一个用户释放锁,这会明显地降低系统的性能。interbase和大多数关系数据库一样,采用的是乐观锁,而且读锁是共享的,写锁是排他的。可以在一个读锁上再放置读锁,但不能再放置写锁；你不能在写锁上再放置任何锁。锁是目前解决多用户并发访问的有效手段。
乐观锁应用
使用自增长的整数表示数据版本号。更新时检查版本号是否一致,比如数据库中数据版本为6,更新提交时version=6+1,使用该version值(=7)与数据库version+1(=7)作比较,如果相等,则可以更新,如果不等则有可能其他程序已更新该记录,所以返回错误。
使用时间戳来实现. 注: 对于以上两种方式,Hibernate自带实现方式: 在使用乐观锁的字段前加 annotation: @Version, Hibernate在更新时自动校验该字段。
java中的乐观锁基本都是通过CAS操作实现的
悲观锁应用
结论
在实际生产环境里边,如果并发量不大且不允许脏读,可以使用悲观锁解决并发问题；但如果系统的并发非常大的话,悲观锁定会带来非常大的性能问题,所以我们就要选择乐观锁定的方法.
参考文档
[1]Concurrent Control http://en.wikipedia.org/wiki/Concurrency_control
[2] Oracle的悲观锁和乐观锁http://space.itpub.net/12158104/viewspace-374745
[3] timestamp应用——乐观锁和悲观锁【转】http://hi.baidu.com/piaokes/blog/item/9b0c6854e4909050564e00b3.html
事务隔离
Author lcf
LastMod 2012-11-01