經典面試題~樂觀鎖和悲觀鎖

面試中經常會問到數據庫的樂觀鎖和悲觀鎖,下面就這兩種鎖詳細介紹下:

0. 悲觀鎖(Pessimistic Lock), 顧名思義,就是很悲觀,每次去拿數據的時候都認為別人會修改,所以每次在拿數據的時候都會上鎖,這樣別人想拿這個數據就會block直到它拿到鎖。傳統的關係型數據庫裡邊就用到了很多這種鎖機制,比如行鎖,表鎖等,讀鎖,寫鎖等,都是在做操作之前先上鎖。它指的是對數據被外界(包括本系統當前的其他事務,以及來自外部系統的事務處理)修改持保守態度,因此,在整個數據處理過程中,將數據處於鎖定狀態。悲觀鎖的實現,往往依靠數據庫提供的鎖機制(也只有數據庫層提供的鎖機制才能真正保證數據訪問的排他性,否則,即使在本系統中實現了加鎖機制,也無法保證外部系統不會修改數據)。

優點與不足:

悲觀併發控制實際上是“先取鎖再訪問”的保守策略,為數據處理的安全提供了保證。但是在效率方面,處理加鎖的機制會讓數據庫產生額外的開銷,還有增加產生死鎖的機會;另外,在只讀型事務處理中由於不會產生衝突,也沒必要使用鎖,這樣做只能增加系統負載;還有會降低了並行性,一個事務如果鎖定了某行數據,其他事務就必須等待該事務處理完才可以處理那行數。

1.樂觀鎖(Optimistic Lock), 顧名思義,就是很樂觀,每次去拿數據的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數據,可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用於多讀的應用類型,這樣可以提高吞吐量,像數據庫如果提供類似於write_condition機制的其實都是提供的樂觀鎖。

相對於悲觀鎖,在對數據庫進行處理的時候,樂觀鎖並不會使用數據庫提供的鎖機制。一般的實現樂觀鎖的方式就是記錄數據版本。數據版本,為數據增加的一個版本標識。當讀取數據時,將版本標識的值一同讀出,數據每更新一次,同時對版本標識進行更新。當我們提交更新的時候,判斷數據庫表對應記錄的當前版本信息與第一次取出來的版本標識進行比對,如果數據庫表當前版本號與第一次取出來的版本標識值相等,則予以更新,否則認為是過期數據。實現數據版本有兩種方式,第一種是使用版本號,第二種是使用時間戳。

優點與不足:

樂觀併發控制相信事務之間的數據競爭(data race)的概率是比較小的,因此儘可能直接做下去,直到提交的時候才去鎖定,所以不會產生任何鎖和死鎖。但如果直接簡單這麼做,還是有可能會遇到不可預期的結果,例如兩個事務都讀取了數據庫的某一行,經過修改以後寫回數據庫,這時就遇到了問題,可能會出現髒讀的情況。

下面是一個簡單的示例:

一個典型的依賴數據庫的悲觀鎖調用:

select * from user where name=”mx” for update;

這條 sql 語句鎖定了 user 表中所有符合檢索條件( name=”mx” )的記錄,本次事務提交之前(事務提交時會釋放事務過程中的鎖),外界無法修改這些記錄。

樂觀鎖的例子:

使用版本號時,可以在數據初始化時指定一個版本號,每次對數據的更新操作都對版本號執行+1操作。並判斷當前版本號是不是該數據的最新的版本號。

經典面試題~樂觀鎖和悲觀鎖

1.查詢出商品信息

select status,version from t_goods where id=#{id}

2.根據商品信息生成訂單

3.修改商品status為2

update t_goods set status=2,version=version+1 where id=#{id} and version=#{version};

即操作員A對數據商品狀態從1(未發貨)修改為2(已發貨),同時對版本號version +1,這樣操作員B假如在A之前就進入頁面,沒有刷新頁面之前顯示還是未發貨,當B修改狀態為2,版本號+1變成2提交時,不滿足 “ 提交版本必須大於記錄當前版本才能執行更新 “ 的樂觀鎖策略,因此,操作員 B 的提交被駁回。


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