解决并发问题，数据库常用的两把锁！

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作者：黄青石 

来源：cnblogs.com/huangqingshi/p/10165409.html


在写入数据库的时候需要有锁，比如同时写入数据库的时候会出现丢数据，那么就需要锁机制。

数据锁分为乐观锁和悲观锁

它们使用的场景如下：

  • 乐观锁适用于写少读多的情景，因为这种乐观锁相当于JAVA的CAS，所以多条数据同时过来的时候，不用等待，可以立即进行返回。

  • 悲观锁适用于写多读少的情景，这种情况也相当于JAVA的synchronized，reentrantLock等，大量数据过来的时候，只有一条数据可以被写入，其他的数据需要等待。执行完成后下一条数据可以继续。

他们实现的方式上有所不同。

乐观锁采用版本号的方式，即当前版本号如果对应上了就可以写入数据，如果判断当前版本号不一致，那么就不会更新成功，比如

  1. update table set column = value 
  2. where version=${version} and otherKey = ${otherKey}
悲观锁实现的机制一般是在执行更新语句的时候采用for update方式，比如
  1. update table set column='value' for update
这种情况where条件呢一定要涉及到数据库对应的索引字段，这样才会是行级锁，否则会是表锁，这样执行速度会变慢。
下面我就弄一个spring boot（springboot 2.1.1 + mysql + lombok + aop + jpa）工程，然后逐渐的实现乐观锁和悲观锁。并发控制--悲观锁和乐观锁详解。
假设有一个场景，有一个catalog商品目录表，然后还有一个browse浏览表，假如一个商品被浏览了，那么就需要记录下浏览的user是谁，并且记录访问的总数。
表的结构非常简单：　　
  1. create table catalog  (
  2. id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  3. name varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '商品名称',
  4. browse_count int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '浏览数',
  5. version int(11) NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '乐观锁，版本号',
  6. PRIMARY KEY(id)
  7. ) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;

  9. CREATE table browse (
  10. id int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  11. cata_id int(11) NOT NULL COMMENT '商品ID',
  12. user varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '',
  13. create_time timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  14. PRIMARY KEY(id)
  15. ) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;
POM.XML的依赖如下：
  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  2. <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  3.     xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  4.     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  5.     <parent>
  6.         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  7.         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
  8.         <version>2.1.1.RELEASE</version>
  9.         <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
  10.     </parent>
  11.     <groupId>com.hqs</groupId>
  12.     <artifactId>dblock</artifactId>
  13.     <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  14.     <name>dblock</name>
  15.     <description>Demo project for Spring Boot</description>

  17.     <properties>
  18.         <java.version>1.8</java.version>
  19.     </properties>

  21.     <dependencies>
  22.         <dependency>
  23.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  24.             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  25.         </dependency>

  27.         <dependency>
  28.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  29.             <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
  30.             <scope>runtime</scope>
  31.         </dependency>
  32.         <dependency>
  33.             <groupId>mysql</groupId>
  34.             <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
  35.             <scope>runtime</scope>
  36.         </dependency>
  37.         <dependency>
  38.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  39.             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  40.             <scope>test</scope>
  41.         </dependency>
  42.         <dependency>
  43.             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  44.             <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
  45.         </dependency>
  46.         <dependency>
  47.             <groupId>mysql</groupId>
  48.             <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
  49.         </dependency>
  50.         <dependency>
  51.             <groupId>org.projectlombok</groupId>
  52.             <artifactId>lombok</artifactId>
  53.             <optional>true</optional>
  54.         </dependency>

  56.         <!-- aop -->
  57.         <dependency>
  58.             <groupId>org.aspectj</groupId>
  59.             <artifactId>aspectjweaver</artifactId>
  60.             <version>1.8.4</version>
  61.         </dependency>

  63.     </dependencies>

  65.     <build>
  66.         <plugins>
  67.             <plugin>
  68.                 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  69.                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
  70.             </plugin>
  71.         </plugins>
  72.     </build>

  74. </project>
项目的结构如下：
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。
咱们看一下核心代码的实现，参考如下，使用dataJpa非常方便，集成了CrudRepository就可以实现简单的CRUD，非常方便，有兴趣的同学可以自行研究。
实现乐观锁的方式有两种：
  1. 更新的时候将version字段传过来，然后更新的时候就可以进行version判断，如果version可以匹配上，那么就可以更新（方法：updateCatalogWithVersion）。
  2. 在实体类上的version字段上加入version，可以不用自己写SQL语句就可以它就可以自行的按照version匹配和更新，是不是很简单。　
  1. public interface CatalogRepository extends CrudRepository<Catalog, Long> {

  3.     @Query(value = "select * from Catalog a where a.id = :id for update", nativeQuery = true)
  4.     Optional<Catalog> findCatalogsForUpdate(@Param("id") Long id);

  6.     @Lock(value = LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE) //代表行级锁
  7.     @Query("select a from Catalog a where a.id = :id")
  8.     Optional<Catalog> findCatalogWithPessimisticLock(@Param("id") Long id);

  10.     @Modifying(clearAutomatically = true) //修改时需要带上
  11.     @Query(value = "update Catalog set browse_count = :browseCount, version = version + 1 where id = :id " +
  12.             "and version = :version", nativeQuery = true)
  13.     int updateCatalogWithVersion(@Param("id") Long id, @Param("browseCount") Long browseCount, @Param("version") Long version);

  15. }
实现悲观锁的时候也有两种方式：
  1. 自行写原生SQL，然后写上for update语句。（方法：findCatalogsForUpdate）
  2. 使用@Lock注解，并且设置值为LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE即可代表行级锁。
还有我写的测试类，方便大家进行测试：　　
  1. package com.hqs.dblock;

  3. import org.junit.Test;
  4. import org.junit.runner.RunWith;
  5. import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  6. import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
  7. import org.springframework.boot.test.web.client.TestRestTemplate;
  8. import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
  9. import org.springframework.util.LinkedMultiValueMap;
  10. import org.springframework.util.MultiValueMap;

  12. @RunWith(SpringRunner.class)
  13. @SpringBootTest(classes = DblockApplication.class, webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
  14. public class DblockApplicationTests {

  16.     @Autowired
  17.     private TestRestTemplate testRestTemplate;

  19.     @Test
  20.     public void browseCatalogTest() {
  21.         String url = "http://localhost:8888/catalog";
  22.         for(int i = 0; i < 100; i++) {
  23.             final int num = i;
  24.             new Thread(() -> {
  25.                 MultiValueMap<String, String> params = new LinkedMultiValueMap<>();
  26.                 params.add("catalogId", "1");
  27.                 params.add("user", "user" + num);
  28.                 String result = testRestTemplate.postForObject(url, params, String.class);
  29.                 System.out.println("-------------" + result);
  30.             }
  31.             ).start();
  32.         }
  33.     }

  35.     @Test
  36.     public void browseCatalogTestRetry() {
  37.         String url = "http://localhost:8888/catalogRetry";
  38.         for(int i = 0; i < 100; i++) {
  39.             final int num = i;
  40.             new Thread(() -> {
  41.                 MultiValueMap<String, String> params = new LinkedMultiValueMap<>();
  42.                 params.add("catalogId", "1");
  43.                 params.add("user", "user" + num);
  44.                 String result = testRestTemplate.postForObject(url, params, String.class);
  45.                 System.out.println("-------------" + result);
  46.             }
  47.             ).start();
  48.         }
  49.     }
  50. }
调用100次，即一个商品可以浏览一百次，采用悲观锁，catalog表的数据都是100，并且browse表也是100条记录。采用乐观锁的时候，因为版本号的匹配关系，那么会有一些记录丢失，但是这两个表的数据是可以对应上的。
乐观锁失败后会抛出ObjectOptimisticLockingFailureException，那么我们就针对这块考虑一下重试，下面我就自定义了一个注解，用于做切面。
  1. package com.hqs.dblock.annotation;

  3. import java.lang.annotation.ElementType;
  4. import java.lang.annotation.Retention;
  5. import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
  6. import java.lang.annotation.Target;

  8. @Target(ElementType.METHOD)
  9. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  10. public @interface RetryOnFailure {
  11. }
针对注解进行切面，见如下代码。我设置了最大重试次数5，然后超过5次后就不再重试。　　
  1. package com.hqs.dblock.aspect;

  3. import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
  4. import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
  5. import org.aspectj.lang.annotation.Around;
  6. import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
  7. import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
  8. import org.hibernate.StaleObjectStateException;
  9. import org.springframework.orm.ObjectOptimisticLockingFailureException;
  10. import org.springframework.stereotype.Component;

  12. @Slf4j
  13. @Aspect
  14. @Component
  15. public class RetryAspect {
  16.     public static final int MAX_RETRY_TIMES = 5;//max retry times

  18.     @Pointcut("@annotation(com.hqs.dblock.annotation.RetryOnFailure)") //self-defined pointcount for RetryOnFailure
  19.     public void retryOnFailure(){}

  21.     @Around("retryOnFailure()") //around can be execute before and after the point
  22.     public Object doConcurrentOperation(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
  23.         int attempts = 0;

  25.         do {
  26.             attempts++;
  27.             try {
  28.                 pjp.proceed();
  29.             } catch (Exception e) {
  30.                 if(e instanceof ObjectOptimisticLockingFailureException ||
  31.                         e instanceof StaleObjectStateException) {
  32.                     log.info("retrying....times:{}", attempts);
  33.                     if(attempts > MAX_RETRY_TIMES) {
  34.                         log.info("retry excceed the max times..");
  35.                         throw e;
  36.                     }
  37.                 }

  39.             }
  40.         } while (attempts < MAX_RETRY_TIMES);
  41.         return  null;
  42.     }
  43. }
大致思路是这样了。
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          原文地址：https://www.cnblogs.com/java-stack/p/11952343.html