首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >悲观锁与乐观锁

悲观锁与乐观锁

作者头像
葆宁
发布2019-04-18 16:14:34
7410
发布2019-04-18 16:14:34
举报
文章被收录于专栏:FREE SOLOFREE SOLO
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

何谓悲观锁与乐观锁

乐观锁对应于生活中乐观的人总是想着事情往好的方向发展,悲观锁对应于生活中悲观的人总是想着事情往坏的方向发展。这两种人各有优缺点,不能不以场景而定说一种人好于另外一种人。

悲观锁 总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(共享资源每次只给一个线程使用,其它线程阻塞,用完后再把资源转让给其它线程)。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。

乐观锁 总是假设最好的情况,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号机制和CAS算法实现。乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库提供的类似于write_condition机制,其实都是提供的乐观锁。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

两种锁的使用场景 从上面对两种锁的介绍,我们知道两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下(多读场景),即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的情况,一般会经常产生冲突,这就会导致上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以一般多写的场景下用悲观锁就比较合适。

乐观锁常见的两种实现方式 乐观锁一般会使用版本号机制或CAS算法实现。

  1. 版本号机制 一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加1。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。

举一个简单的例子: 假设数据库中帐户信息表中有一个 version 字段,当前值为 1 ;而当前帐户余额字段( balance )为 $100 。

操作员 A 此时将其读出( version=1 ),并从其帐户余额中扣除 50(50=(100-50 ))。 在操作员 A 操作的过程中,操作员B 也读入此用户信息( version=1 ),并从其帐户余额中扣除 20(80=(100-20 ))。 操作员 A 完成了修改工作,将数据版本号加1( version=2 ),连同帐户扣除后余额( balance=$50 ),提交至数据库更新,此时由于提交数据版本大于数据库记录当前版本,数据被更新,数据库记录 version 更新为 2 。 操作员 B 完成了操作,也将版本号加1( version=2 )试图向数据库提交数据( balance=$80 ),但此时比对数据库记录版本时发现,操作员 B 提交的数据版本号为 2 ,数据库记录当前版本也为 2 ,不满足 “ 提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新 “ 的乐观锁策略,因此,操作员 B 的提交被驳回。 这样,就避免了操作员 B 用基于 version=1 的旧数据修改的结果覆盖操作员A 的操作结果的可能。

  1. CAS算法 即compare and swap(比较与交换),是一种有名的无锁算法。无锁编程,即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步(Non-blocking Synchronization)。CAS算法涉及到三个操作数

需要读写的内存值 V 进行比较的值 A 拟写入的新值 B

当且仅当 V 的值等于 A时,CAS通过原子方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作(比较和替换是一个原子操作)。一般情况下是一个自旋操作,即不断的重试。

1. SELECT data AS old_data, version AS old_version FROM …;
2. 根据获取的数据进行业务操作,得到new_data和new_version
3. UPDATE SET data = new_data, version = new_version WHERE version = old_version
if (updated row > 0) {
    // 乐观锁获取成功,操作完成
} else {
    // 乐观锁获取失败,回滚并重试
}

同步和异步的区别和联系

所谓同步,可以理解为在执行完一个函数或方法之后,一直等待系统返回值或消息,这时程序是出于阻塞的,只有接收到返回的值或消息后才往下执行其它的命令。

异步,执行完函数或方法后,不必阻塞性地等待返回值或消息,只需要向系统委托一个异步过程,那么当系统接收到返回值或消息时,系统会自动触发委托的异步过程,从而完成一个完整的流程。

同步在一定程度上可以看做是单线程,这个线程请求一个方法后就待这个方法给他回复,否则他不往下执行(死心眼)。

异步在一定程度上可以看做是多线程的(废话,一个线程怎么叫异步),请求一个方法后,就不管了,继续执行其他的方法。

同步就是一件事,一件事情一件事的做。 异步就是,做一件事情,不引响做其他事情。

例如:吃饭和说话,只能一件事一件事的来,因为只有一张嘴。 但吃饭和听音乐是异步的,因为,听音乐并不引响我们吃饭。

优点:

从上面的例子可以看出,乐观锁机制避免了长事务中的数据库加锁开销,大大提升了大并发量下的系统整体性能表现。

缺点:

乐观锁机制往往基于系统中的数据存储逻辑,因此也具备一定的局限性,如在上例中,由于乐观锁机制是在我们的系统中实现,来自外部系统的更新操作不受我们系统的控制,因此可能会造成脏数据被更新到数据库中。在系统设计阶段,应该充分考虑到这些情况出现的可能性,并进行相应调整(如将乐观锁策略在数据库存储过程中实现,对外只开放基于此存储过程的数据更新途径,而不是将数据库表直接对外公开)。

MySQL中的隔离级别

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1,MySQL的事务支持 MySQL的事务支持不是绑定在MySQL服务器本身,而是与存储引擎相关:

MyISAM:不支持事务,用于只读程序提高性能 InnoDB:支持ACID事务、行级锁、并发 Berkeley DB:支持事务

2,隔离级别 隔离级别决定了一个session中的事务可能对另一个session的影响、并发session对数据库的操作、一个session中所见数据的一致性 ANSI标准定义了4个隔离级别,MySQL的InnoDB都支持:

Java代码

READ UNCOMMITTED:最低级别的隔离,通常又称为dirty read,它允许一个事务读取还没commit的数据,这样可能会提高性能,但是dirty read可能不是我们想要的 READ COMMITTED:在一个事务中只允许已经commit的记录可见,如果session中select还在查询中,另一session此时insert一条记录,则新添加的数据不可见 REPEATABLE READ:在一个事务开始后,其他session对数据库的修改在本事务中不可见,直到本事务commit或rollback。在一个事务中重复select的结果一样,除非本事务中update数据库。 SERIALIZABLE:最高级别的隔离,只允许事务串行执行。为了达到此目的,数据库会锁住每行已经读取的记录,其他session不能修改数据直到前一事务结束,事务commit或取消时才释放锁。

可以使用如下语句设置MySQL的session隔离级别:

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

MySQL默认的隔离级别是REPEATABLE READ,在设置隔离级别为READ UNCOMMITTED或SERIALIZABLE时要小心,READ UNCOMMITTED会导致数据完整性的严重问题,而SERIALIZABLE会导致性能问题并增加死锁的机率

3,隔离级别 乐观所和悲观锁策略: 悲观锁:在读取数据时锁住那几行,其他对这几行的更新需要等到悲观锁结束时才能继续 。 乐观锁:读取数据时不锁,更新时检查是否数据已经被更新过,如果是则取消当前更新 一般在悲观锁的等待时间过长而不能接受时我们才会选择乐观锁 。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2019年04月07日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
相关产品与服务
云数据库 SQL Server
腾讯云数据库 SQL Server (TencentDB for SQL Server)是业界最常用的商用数据库之一,对基于 Windows 架构的应用程序具有完美的支持。TencentDB for SQL Server 拥有微软正版授权,可持续为用户提供最新的功能,避免未授权使用软件的风险。具有即开即用、稳定可靠、安全运行、弹性扩缩等特点。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档