第五节：框架前期准备篇之锁机制处理并发

一. 简介

(一). 在处理并发的这个问题上，锁大致分为两类：悲观锁和乐观锁。

　　1. 悲观锁：悲观的认为每次去拿数据的时候都会被别人修改，所以每次在拿数据的时候都会“上锁”，操作完成之后再“解锁”。在数据加锁期间，其他人(其他线程)如果来拿数据就会等待，直到去掉锁。数据库层次的悲观锁有“表锁”、“行锁”等。

注：EF默认不支持悲观锁，只能通过EF调用SQL语句。

　　2. 乐观锁：乐观的认为该条数据不会被占用，自己先占了再说，占完了之后再看看是不是占上了，如果没占上就是操作失败，提示给用户。

　　3. 两种锁进行对比：悲观锁使用的体验更好，但是对系统性能的影响大，只适合并发量不大的场合。乐观锁适用于“写少读多”的情况下，加大了系统的整个吞吐量，但是“乐观锁可能失败”给用户的体验很不好。

注：两种锁各有利弊，至于怎么取舍，根据实际业务场景来进行。

(二). 模拟一个抢单的业务场景

　　一个乘客发了一个打车订单，很多司机去抢这个订单，执行的业务简单点来说是，先select出这条数据，然后update这个条数据中的driveName字段为自己的名字，但是现在会有这么

一种现象，同时select出这条订单，先后更新driveName这个字段，先抢到订单的乘客会发现最后订单没了，实际上是数据库中Update第二次的操作覆盖了第一次的操作了，这就是

并发操作带来的尴尬场景。

二. 悲观锁

1. 数据准备

　　新建数据库【LockDemoDB】，新建订单表OrderInfor，包括字段有：id、userName(乘客姓名)、destination(订单信息)、driverName(抢单司机的姓名)、isRobbed(该订单是否被抢, 0代表未被抢,1代表已被抢 )，事先插入一条数据用于测试对应的字段分别为： 1, ypf, 去北京, "", 0

如下图：

2. 原理

　　开启事务，利用排它锁和行锁将该条数据锁住，其他线程如果要访问，必须得该线程提交完事务，锁释放后才能使用，下面分享两种写法：ADO.NET写法和 EF调用SQL语句写法。

大致流程：

　　①：查询id为1的数据，如果不存在，则停止业务；如果存在，继续往下执行。

　　②：查询isRobbed字段的值，如果为1，代表该订单已经刚被人抢了，然后输出driverName的值，即代表被谁抢了；如果为0，代表该订单尚未被抢，继续往下执行。

　　③：执行Update操作，进行事务提交，这期间别的线程是不能访问的。

　　④：提交完事务后，锁被释放，其它线程得以继续访问。

ADO.NET写法：

 1             {
 2                 Console.WriteLine("司机您好，请输入您的名字");
 3                 string driverName = Console.ReadLine();
 4                 string connstr = ConfigurationManager.ConnectionStrings["connstr"].ConnectionString;
 5                 using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connstr))
 6                 {
 7                     conn.Open();
 8                     using (var tx = conn.BeginTransaction())
 9                     {
10                         try
11                         {
12                             Console.WriteLine("开始查询");
13                             using (var selectCmd = conn.CreateCommand())
14                             {
15                                 selectCmd.Transaction = tx;
16                                 //排它锁和行锁,针对访问线程锁住该行,不能继续往下执行，只有事务提交完，其他线程才能访问
17                                 selectCmd.CommandText = "select * from OrderInfor with(xlock,ROWLOCK) where id=1";
18                                 using (var reader = selectCmd.ExecuteReader())
19                                 {
20                                     if (!reader.Read())
21                                     {
22                                         Console.WriteLine("没有id为1的订单");
23                                         return;
24                                     }
25                                     string dName = null;
26                                     string isRobbed = null;
27                                     if (!reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("driverName")))
28                                     {
29                                         dName = reader.GetString(reader.GetOrdinal("driverName"));
30                                     }
31                                     if (!reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("isRobbed")))
32                                     {
33                                         isRobbed = reader.GetString(reader.GetOrdinal("isRobbed"));
34                                     }
35 
36                                     //表示该订单已经被抢了
37                                     if (isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(dName))
38                                     {
39                                         if (driverName == dName)
40                                         {
41                                             Console.WriteLine("该订单早已经被我抢了");
42                                         }
43                                         else
44                                         {
45                                             Console.WriteLine($"该订单早已经被司机【{dName}】抢了");
46                                         }
47                                         //不再往下执行
48                                         Console.ReadKey();
49                                         return;
50                                     }
51                                 }
52                                 Console.WriteLine("查询完成,开始执行update操作");
53                                 using (var updateCmd = conn.CreateCommand())
54                                 {
55                                     updateCmd.Transaction = tx;
56                                     updateCmd.CommandText = "Update OrderInfor set driverName=@driverName,isRobbed=@isRobbed where id=1";
57                                     updateCmd.Parameters.Add(new SqlParameter("@driverName", driverName));
58                                     updateCmd.Parameters.Add(new SqlParameter("@isRobbed", "1"));
59                                     updateCmd.ExecuteNonQuery();
60                                 }
61                                 Console.WriteLine("结束update操作");
62                                 Console.WriteLine("按任意键进行事务提交");
63                                 Console.ReadKey();
64                             }
65                             tx.Commit();
66                             Console.WriteLine("事务提交成功");
67                         }
68                         catch (Exception ex)
69                         {
70                             Console.WriteLine(ex);
71                             tx.Rollback();
72                         }
73                     }
74                 }
75             }

EF调用SQL语句写法：

 1             {
 2                 Console.WriteLine("司机您好，请输入您的名字");
 3                 string driverName = Console.ReadLine();
 4                 using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 5                 using (var tx = ctx.Database.BeginTransaction())
 6                 {
 7                     Console.WriteLine("开始查询");
 8                     //一定要遍历一下 SqlQuery 的返回值才会真正执行 SQL 
 9                     //排它锁和行锁,针对访问线程锁住该行,不能继续往下执行，只有事务提交完，其他线程才能访问
10                     var orderInfor = ctx.Database.SqlQuery<OrderInfor>("select * from OrderInfor with(xlock,ROWLOCK) where id=1").Single();
11 
12                     //表示该订单已经被抢了
13                     if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
14                     {
15                         if (driverName == orderInfor.driverName)
16                         {
17                             Console.WriteLine("该订单早已经被我抢了");
18                         }
19                         else
20                         {
21                             Console.WriteLine($"该订单早已经被司机【{orderInfor.driverName}】抢了");
22                         }
23                         //不再往下执行
24                         Console.ReadKey();
25                         return;
26                     }
27 
28                     Console.WriteLine("查询完成,开始执行update操作");
29                     ctx.Database.ExecuteSqlCommand("Update OrderInfor set driverName={0},isRobbed={1} where id=1", driverName, "1");
30                     Console.WriteLine("结束update操作");
31                     Console.WriteLine("按任意键进行事务提交");
32                     Console.ReadKey();
33                     try
34                     {
35                         tx.Commit();
36                     }
37                     catch (Exception ex)
38                     {
39                         Console.WriteLine(ex);
40                         tx.Rollback();
41                     }
42                 }
43             }

结果分析：

　　①：线程1进入，查询完毕，尚未进行事务提交。

　　②：线程2进入，被锁住，无法继续往下进行操作。

　　③：线程1进行事务提交，线程1执行成功的同时，线程2提示该订单已经被xx抢了。

三. 乐观锁

1. 数据准备

　　新建订单表OrderInfor2，包括基础字段有：id、userName(乘客姓名)、destination(订单信息)、driverName(抢单司机的姓名)、isRobbed(该订单是否被抢, 0代表未被抢,1代表已被抢 )，新增字段：rowversion字段, 类型为timestamp,对应的实体类型为byte[]，事先插入一条数据用于测试对应的字段分别为： 1, ypf, 去北京, "", 0 。

PS：凡是对该条数据进行过update操作，rowversion字段的值都会发生变化。

2. 原理

　这里提供两种思路，分别是：原生的SQL语句(这里通过EF调用) 和 EF默认的乐观锁模式。

(1). 原生的SQL语句：

　 ①：查出该条订单的记录，包括rowversion字段。

　 ②：把该rowversion字段作为update操作where的一个条件，执行更新操作。

　 ③：看受影响的行数，如果受影响的行数为0，表示该条数据在你执行更新操作前已经被人改过了，这个时候通常提示用户“更新失败”；如果受影响的行数为1，则表示没被修改过，提示用户“更新成功”。

分享代码：

 1             {
 2                 try
 3                 {
 4                     Console.WriteLine("司机您好，请输入您的名字");
 5                     string driverName = Console.ReadLine();
 6                     using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 7                     {
 8                         Console.WriteLine("开始查询");
 9                         //一定要遍历一下 SqlQuery 的返回值才会真正执行 SQL 
10                         var orderInfor = ctx.Database.SqlQuery<OrderInfor2>("select * from OrderInfor2 where id=1").Single();
11 
12                         //表示该订单已经被抢了
13                         if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
14                         {
15                             if (driverName == orderInfor.driverName)
16                             {
17                                 Console.WriteLine("该订单早已经被我抢了");
18                             }
19                             else
20                             {
21                                 Console.WriteLine($"该订单早已经被司机【{orderInfor.driverName}】抢了");
22                             }
23                             //不在往下执行
24                             Console.ReadKey();
25                             return;
26                         }
27 
28                         Console.WriteLine("查询完成,按任意键进行抢单");
29                         Console.ReadKey();
30                         Console.WriteLine("正在抢单中。。。。。");
31                         //休眠3s，模拟高并发抢单
32                         Thread.Sleep(3000);
33                         int affectRows = ctx.Database.ExecuteSqlCommand("Update OrderInfor2 set driverName={0},isRobbed={1} where id=1 and rowversion={2}", driverName, "1", orderInfor.rowversion);
34                         if (affectRows == 0)
35                         {
36                             Console.WriteLine("抢单失败");
37                         }
38                         else if (affectRows == 1)
39                         {
40                             Console.WriteLine("抢单成功");
41                         }
42                         else
43                         {
44                             Console.WriteLine("见鬼了");
45                         }
46                     }
47                 }
48                 catch (Exception ex)
49                 {
50                     Console.WriteLine("失败了");
51                     Console.WriteLine(ex.Message);
52                     throw;
53                 }
54             }

(2). EF默认的乐观锁模式

　　a. DBFirst模式：在Edmx模型上给该字段的并发模式设置为fixed(默认为None)，这样该表中所有字段都监控并发。如果不想监视所有列（在不添加RowVersion的情况下），只需在Edmx模型是给特定的字段的并发模式设置为fixed，这样只有被设置的字段被监测并发。

　　b. CodeFirst下的Fluent API下的配置：

　　　　　　全局配置：Property(e => e.RowVersion).IsRowVersion();

　　　　　　单独字段配置：Property(p => p.xxxx).IsConcurrencyToken();

　　c. CodeFirst下的DataAnnotation下的配置：rowversion属性加上特性[Timestamp],这样该表中所有字段都监控并发。如果不想监视所有列（在不添加RowVersion的情况下），只需给特定的字段加上特性 [ConcurrencyCheck]，这样只有被设置的字段被监测并发。

原理：通过DbUpdateConcurrencyException监测该条数据是否被改过，改过就抛异常。

分享代码：

 1                 Console.WriteLine("司机您好，请输入您的名字");
 2                 string driverName = Console.ReadLine();
 3                 using (LockDemoDBEntities1 ctx = new LockDemoDBEntities1())
 4                 {
 5                     Console.WriteLine("开始查询");
 6 
 7                     var orderInfor = ctx.OrderInfor2.Where(u => u.id == "1").FirstOrDefault();
 8 
 9                     //表示该订单已经被抢了
10                     if (orderInfor.isRobbed == "1" && !string.IsNullOrEmpty(orderInfor.driverName))
11                     {
12                         if (driverName == orderInfor.driverName)
13                         {
14                             Console.WriteLine("该订单早已经被我抢了");
15                         }
16                         else
17                         {
18                             Console.WriteLine($"该订单早已经被司机【{orderInfor.driverName}】抢了");
19                         }
20                         //不在往下执行
21                         Console.ReadKey();
22                         return;
23                     }
24 
25                     Console.WriteLine("查询完成,按任意键进行抢单");
26                     Console.ReadKey();
27                     Console.WriteLine("正在抢单中。。。。。");
28                     //休眠3s，模拟高并发抢单
29                     Thread.Sleep(3000);
30 
31                     //下面执行更新操作
32                     orderInfor.driverName = driverName;
33                     orderInfor.isRobbed = "1";
34                     try
35                     {
36                         ctx.SaveChanges();
37                         Console.WriteLine("抢单成功");
38                     }
39                     catch (DbUpdateConcurrencyException)
40                     {
41                         Console.WriteLine("抢单失败");
42                     }
43                 }

3. 结果分析

　　①：线程1 和线程2，同时执行且均查询完毕，等待点击按钮进行抢单。

　　②：先点击线程1，然后点击线程2，发现线程1抢单成功，线程2抢单失败，证明线程2在抢单的时候，监测到该数据已经被改动了。

四. 数据库锁详解

详见：https://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/9762267.html

作者 : Yaopengfei(姚鹏飞)
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