並發事務的丟失更新及數據鎖機制


    在事務的隔離級別內容中,能夠了解到兩個不同的事務在並發的時候可能會發生數據的影響。細心的話可以發現事務隔離級別章節中,臟、不可重復、幻三個問題都是由事務A對數據進行修改、增加,事務B總是在做讀操作。如果兩事務都在對數據進行修改則會導致另外的問題:丟失更新。這是本博文所要敘述的主題,同時引出並發事務對數據修改的解決方案:鎖機制。

1、丟失更新的定義及產生原因。

   丟失更新就是兩個不同的事務(或者Java程序線程)在某一時刻對同一數據進行讀取后,先后進行修改。導致第一次操作數據丟失。可以用圖表表示如下:

時間點 事務A                                  事務B                                             
1  start transcaction;  
2   start transcaction;
3 update t_customer ts set ts.name='張三' where ts.id='10';  
4   update t_customer t set t.name='李四',t.age=20 where ts.id='10'
5 commit;  
6   commit;

 

 

 

 

 

 

   

     

 

       假如原來t_customer表內id為10的行,是一條{id:10,name:"王五",age:15} 的數據,經過事務A修改后變成{id:10,name:"張三",age:15}。事務B提交后,該數據變成了{id:10,name:"李四",age:20}。由事務A所執行的操作在事務B的提交后,數據被沖掉了。這個現象就叫做丟失更新。

     備注:事實上Mysql數據庫會在事務里面默認添加寫鎖,上面的現象是沒法重現的。了解即可。丟失更新就是由並發修改數據造成的。如下圖所示:

    

 

2、如何避免丟失更新的發生。

  2.1 避免丟失更新有兩種方法:

            (1) 不使用事務。[最不可能的方法]

            (2)使用數據庫鎖機制防止丟失更新 

 

  2.2 數據庫的鎖

          解決丟失更新的方法有好幾個,先來了解下數據庫里面的"鎖"。從數據庫功能上面來看,數據庫設計上分為兩種鎖:讀鎖(共享鎖)和寫鎖(排它鎖)。

            數據庫在設計這兩種鎖的時候,這兩種鎖間的關系如下:讀鎖與讀鎖可以共存,讀鎖與寫鎖互斥,寫鎖與寫鎖互斥。(這種設計跟Java線程鎖機制是一樣的)。

      使用數據庫添加讀鎖和寫鎖的方法很簡單 , 但需要注意的是鎖必須在事務內進行聲明。在事務外聲明的鎖將不具備效應。

      為表添加讀鎖的方法:select * from t_account lock in share mode; (讀鎖與他人共享讀操作,很容易導致死鎖。)

      為表添加寫鎖的方法:select * from t_account for update;

         

       在JDBC這塊,事務一般通過sql腳本去控制處理。因此可以在sql腳本處添加上鎖去進行控制。(后面會整理通過ORM框架:hibernate對事務進行控制)

  2.3 通過數據庫的鎖機制解決丟失更新

       解決丟失更新,主要使用兩種方法:

             1. 使用排它鎖。經過上面基於數據庫鎖的介紹可知,丟失更新可以使用寫鎖(排它鎖)進行控制。因為排它鎖添加到某個表的時候,事務未經提交,其他的事務根本沒法獲取修改權,因此排它鎖可以用來控制丟失更新。需要說明的是有時候,當知道某一行會發生並發修改的時候,可以把鎖定的范圍縮小。例如使用select * from t_account t wheret.id='1' for update; 這樣能夠比較好地把控上鎖的粒度,這種基於行級上鎖的方法叫"行級鎖"。

    2. 使用樂觀鎖。

           樂觀鎖的原理是:認為事務不一定會產生丟失更新,讓事務進行並發修改,不對事務進行鎖定。發現並發修改某行數據時,樂觀鎖拋出異常。讓用戶解決。可以通過給數據表添加自增的version字段或時間戳timestamp。進行數據修改時,數據庫會檢測version字段或者時間戳是否與原來的一致。若不一致,拋出異常。

  

時間點 事務A 事務B version值
      1
1 提出修改 :update t_account t set t.money=t.money+100 where t.name ='a' 提出修改 :update t_account t set t.money=t.money+100 where t.name ='a' 1
2 commit;   校驗事務A與version值,version字段值都為"1",通過提交內容,version字段值更新為2
3   commit;

校驗事務B與version值,事務B提交前的version字段值為1,但當前version值為2,禁止事務B提交.拋出異常讓用戶處理

 

 

 

 

 

 

 

    

       時間戳與version的判斷都一樣,時間戳記錄的是當前時間。提交前數據庫會校驗提交前的時間戳是否與當前的一致。若一致則更新時間戳。

      以上為本次對數據庫並發更新的總結,后面補充在ORM框架下如何上鎖。


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