数据库锁的两种姿势：乐观锁 vs 悲观锁

分手后的思念是犯贱 2024-03-24 21:44 75阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  引言
 *   *  1. 悲观锁
     *  2. 乐观锁
     *  4. 乐观锁 vs 悲观锁
     *  5. 乐观锁和悲观锁的实际应用
     *  6. 总结
     *  7. 参考文献

## 引言 ##

数据库锁是保证并发操作正确执行的重要机制。在多用户同时访问数据库时，可能会出现数据不一致的情况，因此需要使用锁来控制并发访问。本文将介绍数据库锁的两种姿势：乐观锁和悲观锁。乐观锁和悲观锁有着不同的工作原理和适用场景，下面将详细介绍。

### 1. 悲观锁 ###

悲观锁是一种保守的锁策略，它假设并发访问会导致冲突，并且默认情况下假定其他事务会修改数据。因此，悲观锁在读取数据之前会先锁定它，以防止其他事务对数据进行修改。悲观锁的工作原理如下：

1.  当一个事务要读取或修改某个数据时，它会先对该数据加锁。
2.  如果其他事务也要对该数据进行读取或修改操作，它们必须等待锁的释放。

悲观锁的应用场景包括：

*  高并发写入场景，如订单库存扣减。
 *  数据库中的行级锁。

悲观锁的优点是简单易懂，适用于并发写入场景。然而，它也存在一些缺点：

*  锁的开销较大，会降低系统的并发性能。
 *  长时间持有锁可能导致其他事务等待时间过长。

下面是一个使用悲观锁的示例代码：

// 使用悲观锁更新用户余额
    public void updateBalance(String userId, BigDecimal amount) {
        
        // 获取用户数据并加锁
        User user = userRepository.lockUser(userId);
        
        // 更新用户余额
        user.setBalance(user.getBalance().add(amount));
        
        // 保存用户数据
        userRepository.save(user);
    }

在上面的示例代码中，`lockUser` 方法会获取用户数据并加锁，确保其他事务无法修改该数据。然后，我们可以对用户的余额进行更新，并保存用户数据。

### 2. 乐观锁 ###

乐观锁是一种乐观的锁策略，它假设并发访问不会导致冲突，只在提交时检查是否有冲突。乐观锁的工作原理如下：

1.  当一个事务要读取某个数据时，它会记录下当前数据的版本号或时间戳。
2.  当事务要提交修改时，它会检查记录的版本号或时间戳是否与数据库中的数据一致。
3.  如果一致，事务可以提交；如果不一致，事务会回滚。

乐观锁的应用场景包括：

*  并发读取场景，如商品库存查询。
 *  乐观锁适用于多读少写的场景。

乐观锁的优点是并发性能较高，不需要加锁操作。然而，它也存在一些缺点：

*  需要记录版本号或时间戳，可能会增加存储和计算的开销。
 *  可能会出现冲突，需要处理冲突的情况。

下面是一个使用乐观锁的示例代码：

// 使用乐观锁更新商品库存
    public void updateStock(String productId, int quantity) {
        
        // 获取商品数据
        Product product = productRepository.findById(productId);
        
        // 记录当前版本号
        int currentVersion = product.getVersion();
        
        // 更新商品库存
        product.setStock(product.getStock() - quantity);
        
        // 增加版本号
        product.setVersion(currentVersion + 1);
        
        // 提交修改
        productRepository.save(product);
    }

在上面的示例代码中，我们首先获取商品数据，并记录当前的版本号。然后，我们对商品的库存进行更新，并增加版本号。最后，我们提交修改并保存商品数据。

### 4. 乐观锁 vs 悲观锁 ###

乐观锁和悲观锁有着不同的特点和适用场景。下面对比它们的特点和适用场景：

*  特点：
    
     *  悲观锁是一种保守的锁策略，假设并发访问会导致冲突，需要加锁保护数据。
     *  乐观锁是一种乐观的锁策略，假设并发访问不会导致冲突，只在提交时检查是否有冲突。
 *  适用场景：
    
     *  悲观锁适用于高并发写入场景，如订单库存扣减。
     *  乐观锁适用于并发读取场景，如商品库存查询。
 *  性能：
    
     *  悲观锁的开销较大，需要加锁和等待锁的释放，可能降低系统的并发性能。
     *  乐观锁的性能较高，不需要加锁操作，只在提交时检查冲突，适用于多读少写的场景。
 *  并发性：
    
     *  悲观锁可能导致其他事务等待时间过长，降低并发性。
     *  乐观锁在冲突较少的情况下，可以实现较高的并发性。
 *  数据一致性：
    
     *  悲观锁可以保证数据的一致性，但可能降低系统的并发性能。
     *  乐观锁在冲突发生时会回滚事务，需要处理冲突的情况。

综上所述，乐观锁和悲观锁各有优缺点，选择使用哪种锁策略需要根据具体的业务场景和需求来决定。

### 5. 乐观锁和悲观锁的实际应用 ###

在实际开发中，我们需要根据具体的业务场景和需求来选择使用乐观锁或悲观锁。下面是一些实际应用的经验分享：

*  高并发写入场景，如订单库存扣减，通常使用悲观锁来保证数据的一致性。
 *  并发读取场景，如商品库存查询，通常使用乐观锁来提高并发性能。
 *  在使用乐观锁时，需要注意处理冲突的情况，例如使用重试机制或其他冲突处理策略来解决冲突。
 *  在使用悲观锁时，需要注意锁的粒度，尽量减少锁的持有时间，以提高并发性能。
 *  在实现乐观锁时，可以使用版本号或时间戳来记录数据的版本信息，确保数据的一致性。
 *  在实现悲观锁时，可以使用数据库的行级锁来实现，或者使用分布式锁来保证数据的一致性。
 *  在选择锁策略时，需要综合考虑并发性能、数据一致性和业务需求，选择最适合的锁策略。

### 6. 总结 ###

数据库锁是保证并发操作正确执行的重要机制。乐观锁和悲观锁是两种常见的锁策略，各有特点和适用场景。悲观锁是一种保守的锁策略，假设并发访问会导致冲突，需要加锁保护数据；乐观锁是一种乐观的锁策略，假设并发访问不会导致冲突，只在提交时检查是否有冲突。在实际应用中，我们需要根据具体的业务场景和需求来选择使用乐观锁或悲观锁，并注意处理冲突的情况，以保证数据的一致性和系统的并发性能。

### 7. 参考文献 ###

*  [Database Locking: What it is, Why it Matters and What to do about it][Database Locking_ What it is_ Why it Matters and What to do about it]
 *  [Understanding Optimistic and Pessimistic Locking in Hibernate][]
 *  [Understanding Pessimistic and Optimistic Locking in Spring Data JPA][]

[Database Locking_ What it is_ Why it Matters and What to do about it]: https://www.citusdata.com/blog/2018/02/15/what-you-need-to-know-about-database-locks/
[Understanding Optimistic and Pessimistic Locking in Hibernate]: https://vladmihalcea.com/optimistic-locking-or-how-to-prevent-lost-updates-in-a-highly-concurrent-environment/
[Understanding Pessimistic and Optimistic Locking in Spring Data JPA]: https://www.baeldung.com/jpa-pessimistic-locking