1、為什么需要鎖？

在多用戶環(huán)境中，在同一時間可能會有多個用戶新相同的記錄，這會產(chǎn)生沖突。這就是的并發(fā)性問題。

2、典型的沖突類型：

（1）丟失新：一個事務(wù)的新覆蓋了其它事務(wù)的新結(jié)果，就是所謂的新丟失。例如：用戶A把值從6改為2，用戶B把值從2改為6，則用戶A丟失了他的新。

（2）臟讀：當(dāng)一個事務(wù)讀取其它完成一半事務(wù)的記錄時，就會發(fā)生臟讀取。例如：用戶A,B看到的值都是6，用戶B把值改為2，用戶A讀到的值仍為6。

3、并發(fā)控制的機(jī)制

悲觀鎖：假定會發(fā)生并發(fā)沖突，屏蔽一切可能違反數(shù)據(jù)完整性的操作。

樂觀鎖：假設(shè)不會發(fā)生并發(fā)沖突，只在提交操作時檢查是否違反數(shù)據(jù)完整性。 樂觀鎖不能解決臟讀的問題。

4、樂觀鎖和悲觀鎖

悲觀鎖(Pessimistic Lock)，就是很悲觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認(rèn)為別人會修改，所以每次在拿數(shù)據(jù)的時候都會上鎖，這樣別人想拿這個數(shù)據(jù)就會block直到它拿到鎖。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里邊就用到了很多這種鎖機(jī)制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖，寫鎖等，都是在做操作之前先上鎖。

樂觀鎖(Optimistic Lock), 顧名思義，就是很樂觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認(rèn)為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去新這個數(shù)據(jù)，可以使用版本號等機(jī)制。樂觀鎖適用于多讀的應(yīng)用類型，這樣可以提高吞吐量，像數(shù)據(jù)庫如果提供類似于write_condition機(jī)制的其實都是提供的樂觀鎖。

兩種鎖各有優(yōu)缺點(diǎn):

不可認(rèn)為一種好于另一種，像樂觀鎖適用于寫比較少的情況下，即沖突真的很少發(fā)生的時候，這樣可以省去了鎖的開銷，加大了系統(tǒng)的整個吞吐量。但如果經(jīng)常產(chǎn)生沖突，上層應(yīng)用會不斷的進(jìn)行retry，這樣反倒是降低了性能，所以這種情況下用悲觀鎖就比較合適。

5、樂觀鎖的應(yīng)用

1、使用自增長的整數(shù)表示數(shù)據(jù)版本號。新時檢查版本號是否一致，比如數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)版本為6，新提交時version=6+1,使用該version值(=7)與數(shù)據(jù)庫version+1(=7)作比較，如果相等，則可以新，如果不等則有可能其他程序已新該記錄，所以返回錯誤。

2、使用時間戳來實現(xiàn).

注：對于以上兩種方式,Hibernate自帶實現(xiàn)方式：在使用樂觀鎖的字段前加annotation: @Version, Hibernate在新時自動校驗該字段。

6、悲觀鎖的應(yīng)用

需要使用數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制，比如SQL SERVER 的TABLOCKX（排它表鎖） 此選項被選中時，SQL Server 將在整個表上置排它鎖直至該命令或事務(wù)結(jié)束。這將防止其他進(jìn)程讀取或修改表中的數(shù)據(jù)。

在實際生產(chǎn)環(huán)境里邊,如果并發(fā)量不大且不允許臟讀，可以使用悲觀鎖解決并發(fā)問題；但如果系統(tǒng)的并發(fā)非常大的話,悲觀鎖定會帶來非常大的性能問題,所以我們就要選擇樂觀鎖定的方法.

悲觀鎖會造成訪問數(shù)據(jù)庫時間較長，并發(fā)性不好，特別是長事務(wù)。

樂觀鎖在現(xiàn)實中使用得較多，廠商較多采用。

一個典型的倚賴數(shù)據(jù)庫的悲觀鎖調(diào)用：

select * from account where name=”Erica” for update。

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

Hibernate 的悲觀鎖，也是基于數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制實現(xiàn)。

注意，只有在查詢開始之前（也就是Hiberate 生成 SQL 之前）設(shè)定加鎖，才會真正通過數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制進(jìn)行加鎖處理，否則，數(shù)據(jù)已經(jīng)通過不包含 for update子句的 Select SQL 加載進(jìn)來，所謂數(shù)據(jù)庫加鎖也就無從談起。

樂觀鎖（ Optimistic Locking ）相對悲觀鎖而言，樂觀鎖機(jī)制采取了加寬松的加鎖機(jī)制。悲觀鎖大多數(shù)情況下依靠數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制實現(xiàn)，以操作大程度的獨(dú)占性。但隨之而來的就是數(shù)據(jù)庫性能的大量開銷，特別是對長事務(wù)而言，這樣的開銷往往無法承受。

7、經(jīng)典案例分析

如一個金融系統(tǒng)，當(dāng)某個操作員讀取用戶的數(shù)據(jù)，并在讀出的用戶數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改時（如改用戶帳戶余額），如果采用悲觀鎖機(jī)制，也就意味著整個操作過程中（從操作員讀出數(shù)據(jù)、開始修改直至提交修改結(jié)果的全過程，甚至還包括操作員中途去煮咖啡的時間），數(shù)據(jù)庫記錄始終處于加鎖狀態(tài)，可以想見，如果面對幾百上千個并發(fā)，這樣的情況將導(dǎo)致怎樣的后果。

樂觀鎖機(jī)制在一定程度上解決了這個問題。

樂觀鎖，大多是基于數(shù)據(jù)版本（ Version ）記錄機(jī)制實現(xiàn)。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個版本標(biāo)識，在基于數(shù)據(jù)庫表的版本解決方案中，一般是通過為數(shù)據(jù)庫表增加一個 “version” 字段來實現(xiàn)。

讀取出數(shù)據(jù)時，將此版本號一同讀出，之后新時，對此版本號加一。此時，將提交數(shù)據(jù)的版本數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息進(jìn)行比對，如果提交的數(shù)據(jù)版本號大于數(shù)據(jù)庫表當(dāng)前版本號，則予以新，否則認(rèn)為是過期數(shù)據(jù)。

對于上面修改用戶帳戶信息的例子而言，假設(shè)數(shù)據(jù)庫中帳戶信息表中有一個version 字段，當(dāng)前值為 1 ；

而當(dāng)前帳戶余額字段（ balance ）為 $100 。

1、操作員 A 此時將其讀出（ version=1 ），并從其帳戶余額中扣除 50（100-$50 ）。

2、在操作員 A 操作的過程中，操作員 B 也讀入此用戶信息（ version=1 ），并從其帳戶余額中扣除 20（100-$20 ）。

3、操作員 A 完成了修改工作，將數(shù)據(jù)版本號加一（ version=2 ），連同帳戶扣除后余額（ balance=$50 ），提交至數(shù)據(jù)庫新，此時由于提交數(shù)據(jù)版本大于數(shù)據(jù)庫記錄當(dāng)前版本，數(shù)據(jù)被新，數(shù)據(jù)庫記錄 version 新為 2 。

4、操作員 B 完成了操作，也將版本號加一（ version=2 ）試圖向數(shù)據(jù)庫提交數(shù)據(jù)（ balance=$80 ），但此時比對數(shù)據(jù)庫記錄版本時發(fā)現(xiàn)，操作員 B 提交的數(shù)據(jù)版本號為 2 ，數(shù)據(jù)庫記錄當(dāng)前版本也為 2 ，不滿足 “ 提交版本必須大于記錄當(dāng)前版本才能執(zhí)行新 “ 的樂觀鎖策略，因此，操作員 B 的提交被駁回。這樣，就避免了操作員 B 用基于 version=1 的舊數(shù)據(jù)修改的結(jié)果覆蓋操作員 A 的操作結(jié)果的可能。

8、總結(jié)

從上面的例子可以看出，樂觀鎖機(jī)制避免了長事務(wù)中的數(shù)據(jù)庫加鎖開銷（操作員 A和操作員 B 操作過程中，都沒有對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)加鎖），大大提升了大并發(fā)量下的系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)。

需要注意的是，樂觀鎖機(jī)制往往基于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲邏輯，因此也具備一定的局限性，如在上例中，由于樂觀鎖機(jī)制是在我們的系統(tǒng)中實現(xiàn)，來自外部系統(tǒng)的用戶余額新操作不受我們系統(tǒng)的控制，因此可能會造成臟數(shù)據(jù)被新到數(shù)據(jù)庫中。在系統(tǒng)設(shè)計階段，我們應(yīng)該充分考慮到這些情況出現(xiàn)的可能性，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整（如將樂觀鎖策略在數(shù)據(jù)庫存儲過程中實現(xiàn)，對外只開放基于此存儲過程的數(shù)據(jù)新途徑，而不是將數(shù)據(jù)庫表直接對外公開）。

本文來自千鋒教育，轉(zhuǎn)載請注明出處。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java开发技巧——并发控制中的乐观锁与悲观锁的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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