解决并发问题，数据库常用的两把锁！

解决并发问题，数据库常用的两把锁！
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/> 
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. 
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。
关注Java技术栈微信公众号，在后台回复关键字：分布式，可以获取更多栈长整理的分布式技术干货。
最近干货分享
一个比Spring Boot快44倍的Java框架！
为什么面试你要25K，HR只给你20K？
Spring 系列干货，2019最新整理版！
推荐一个技术圈子，30k的offer靠它了！
分享一份Java架构师学习资料！

点击「阅读原文」和栈长学更多…
相关阅读:
ArcGIS 10.1 如何连接数据库(转载)
silverlight generic.xaml 包含中文编译错误的问题
 WPF XAML之bing使用StringFormat (转)
geoserver 知识小计
 [100天计划][1/15][1/30]开篇清单
 工作总结，给个公式，发发牢骚，继续得过
 值类型与引用类型(特殊的string) Typeof和GetType() 静态和非静态使用参数传递相关知识
 跑步之后的胡思乱想
 Linq To DataSet
近期专案PM相关收获
原文地址：https://www.cnblogs.com/java-stack/p/11952343.html

解决并发问题，数据库常用的两把锁！

数据锁分为乐观锁和悲观锁

项目的结构如下：

实现乐观锁的方式有两种：

实现悲观锁的时候也有两种方式：