乐观锁和悲观锁

Posted 2023-02-15 F3nGaoXS

1、乐观锁

在关系型数据库管理系统中，乐观并发控制（又名：“乐观锁”，Optimistic Concurrency Control，缩写“OCC”），是一种并发控制的方法。多适用于读多写少的场景。

它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响，各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。

在提交数据更新之前，每个事务会先检查在事务在读取数据后，有没有其他事务由修改了该数据。如果有其他事务有更新的话，正在提交的事务就会回滚。

——摘自维基百科：乐观并发控制

Tips：

乐观锁的“乐观”体现在：操作数据的时候比较乐观，认为其他事务不会同时修改数据，所以不会对数据上锁，只不过需要在对数据进行更新的时候判断一下在此期间（拿到数据到更新数据期间）其他事务有没有去更改该数据。

需要特别注意：乐观锁机制本身并不会对数据加锁。

乐观锁的步骤

采用乐观锁的修改事务包含以下步骤：

1. 读取：事务将数据读入，此时系统会给事务分派一个时间戳。
2. 检验：事务执行完毕后，尝试进行提交。此时同步校验其他事务，如果当前事务所读取的数据在读取之后又被其他事务进行修改，则当前事务回滚。
3. 写入：通过校验阶段后，将更新的数据写入数据库。

版本号机制

加上版本号version字段。即为数据增加一个版本标识，一般是通过为数据库表增加一个数字类型的 “version” 字段来实现。当读取数据时，将version字段的值一同读出，数据每更新一次，对此version值加一。当我们提交更新的时候，判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的version值进行比对，如果数据库表当前版本号与第一次取出来的version值相等，则予以更新，否则认为是过期数据。

CAS算法

CAS（Compare And Swap，先比较再交换算法）是一种常见的“乐观锁”。大部分的CPU都有对应的汇编指令，它有三个操作数：内存地址V，旧值A，新值B。只有当内存地址V上的值是A，B才会被写到V上，否则操作失败。

ABA问题

ABA问题是无锁结构实现中常见的一种问题，表述为：

1. 进程P1读取了数值A
2. P1被挂起（时间片耗尽、中断等），进程P2开始执行
3. P2修改了数值A为数值B，然后又修改回A
4. P1被唤醒，比较后发现数值A没有变化，程序继续执行。

2、悲观锁

在关系型数据库管理系统中，悲观并发控制（又名：悲观锁，Pessimistic Concurrency Control，缩写“PCC”），是一种并发控制的方法。多适用于读少写多的场景。

它可以阻止一个事务以影响其他用户的方式来修改数据。如果一个事务执行的操作读某行数据应用了锁，那只有当这个事务把锁释放，其他事务才能够执行与该锁冲突的操作。

——摘自维基百科：悲观并发控制

Tips：

悲观锁的“悲观”体现在：操作数据的时候比较悲观，认为其他事务也会同时修改数据（所以才会提前在当前事务上锁，避免同时被其他事务访问或者修改）。

悲观锁的步骤

采用悲观锁的修改事务往往会在修改数据时为该数据加上“锁”（即只允许当前事务访问，不允许其他事务访问或者修改）。

共享锁（读锁）Shared Lock

多个事务对同一数据可以共享一把锁，即能够访问到数据，但是不能修改。

在查询语句后面增加LOCK IN SHARE MODE，数据库就会对查询结果中的记录加上共享锁。如

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请共享锁，否则会被阻塞。其他线程也可以读取使用了共享锁的表，而且这些线程读取的是同一个版本的数据。

排他锁（写锁）Exclusive Lock

排他锁就是不能与其他锁共存，如一个事务获取了一个数据的排他锁，该事务就不能获取该行的其他锁，但是获取到排他锁的事务是可以对数据进行读取和修改的。

在查询语句后面增加FOR UPDATE，数据库就会对查询结果中的记录加上排他锁。如

SELECT ... FOR UPDATE

当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请排他锁，否则会被阻塞。

数据库行锁、表锁

行锁往往是在update时候才会生效，锁住条件所命中的行。

表锁往往是在insert的时候才会生效，锁住命中的表。