資料庫中樂觀鎖和悲觀鎖的理解

引用地址:http://blog.csdn.net/phphot/archive/2008/07/09/2630620.aspx

 

鎖（ locking ）

商務邏輯的實現過程中，往往需要保證資料訪問的排他性。如在金融系統的日終結算

處理中，我們希望針對某個 cut-off 時間點的資料進行處理，而不希望在結算進行過程中

（可能是幾秒種，也可能是幾個小時），資料再發生變化。此時，我們就需要通過一些機

制來保證這些資料在某個操作過程中不會被外界修改，這樣的機制，在這裡，也就是所謂

的 “ 鎖 ” ，即給我們選定的目標資料上鎖，使其無法被其他程式修改。

Hibernate 支援兩種鎖機制：即通常所說的 “ 悲觀鎖（ Pessimistic Locking ） ”

和 “ 樂觀鎖（ Optimistic Locking ） ” 。

悲觀鎖（ Pessimistic Locking ）

悲觀鎖，正如其名，它指的是對資料被外界（包括本系統當前的其他事務，以及來自

外部系統的交易處理）修改持保守態度，因此，在整個資料處理過程中，將資料處於鎖定

狀態。悲觀鎖的實現，往往依靠資料庫提供的鎖機制（也只有資料庫層提供的鎖機制才能

真正保證資料訪問的排他性，否則，即使在本系統中實現了加鎖機制，也無法保證外部系

統不會修改資料）。

一個典型的倚賴資料庫的悲觀鎖調用：

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。

Hibernate 的悲觀鎖，也是基於資料庫的鎖機制實現。

注意，只有在查詢開始之前（也就是 Hiberate 產生 SQL 之前）設定加鎖，才會

真正通過資料庫的鎖機制進行加鎖處理，否則，資料已經通過不包含 for update

子句的 Select SQL 載入進來，所謂資料庫加鎖也就無從談起。

樂觀鎖（ Optimistic Locking ）

相對悲觀鎖而言，樂觀鎖機制採取了更加寬鬆的加鎖機制。悲觀鎖大多數情況下依

靠資料庫的鎖機制實現，以保證操作最大程度的獨佔性。但隨之而來的就是資料庫

效能的大量開銷，特別是對長事務而言，這樣的開銷往往無法承受。

如一個金融系統，當某個操作員讀取使用者的資料，並在讀出的使用者資料的基礎上進

行修改時（如更改使用者帳戶餘額），如果採用悲觀鎖機制，也就意味著整個操作過

程中（從操作員讀出資料、開始修改直至提交修改結果的全過程，甚至還包括操作

員中途去煮咖啡的時間），資料庫記錄始終處於加鎖狀態，可以想見，如果面對幾

百上千個並發，這樣的情況將導致怎樣的後果。

樂觀鎖機制在一定程度上解決了這個問題。樂觀鎖，大多是基於資料版本

（ Version ）記錄機制實現。何謂資料版本？即為資料增加一個版本標識，在基於

資料庫表的版本解決方案中，一般是通過為資料庫表增加一個 “version” 欄位來

實現。

讀取出資料時，將此版本號碼一同讀出，之後更新時，對此版本號碼加一。此時，將提

交資料的版本資料與資料庫表對應記錄的目前的版本資訊進行比對，如果提交的資料

版本號碼大於資料庫表目前的版本號，則予以更新，否則認為是到期資料。

對於上面修改使用者帳戶資訊的例子而言，假設資料庫中帳戶資訊表中有一個

version 欄位，當前值為 1 ；而當前帳戶餘額欄位（ balance ）為 $100 。

1 操作員 A 此時將其讀出（ version=1 ），並從其帳戶餘額中扣除 $50

（ $100-$50 ）。

2 在操作員 A 操作的過程中，操作員 B 也讀入此使用者資訊（ version=1 ），並

從其帳戶餘額中扣除 $20 （ $100-$20 ）。

3 操作員 A 完成了修改工作，將資料版本號碼加一（ version=2 ），連同帳戶扣

除後餘額（ balance=$50 ），提交至資料庫更新，此時由於提交資料版本大

於資料庫記錄目前的版本，資料被更新，資料庫記錄 version 更新為 2 。

4 操作員 B 完成了操作，也將版本號碼加一（ version=2 ）試圖向資料庫提交數

據（ balance=$80 ），但此時比對資料庫記錄版本時發現，操作員 B 提交的

資料版本號碼為 2 ，資料庫記錄目前的版本也為 2 ，不滿足 “ 提交版本必須大於記

錄目前的版本才能執行更新 “ 的樂觀鎖策略，因此，操作員 B 的提交被駁回。

這樣，就避免了操作員 B 用基於 version=1 的舊資料修改的結果覆蓋操作

員 A 的操作結果的可能。

從上面的例子可以看出，樂觀鎖機制避免了長事務中的資料庫加鎖開銷（操作員 A

和操作員 B 操作過程中，都沒有對資料庫資料加鎖），大大提升了大並發量下的系

統整體效能表現。

需要注意的是，樂觀鎖機制往往基於系統中的資料存放區邏輯，因此也具備一定的局

限性，如在上例中，由於樂觀鎖機制是在我們的系統中實現，來自外部系統的使用者

餘額更新操作不受我們系統的控制，因此可能會造成髒資料被更新到資料庫中。在

系統設計階段，我們應該充分考慮到這些情況出現的可能性，並進行相應調整（如

將樂觀鎖策略在資料庫預存程序中實現，對外只開放基於此預存程序的資料更新途

徑，而不是將資料庫表直接對外公開）。