数据库锁技术

【引言】

数据库是一个多用户使用的共享资源。当多个用户并发地存取数据时,在数据库中就会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会读取和存储不正确的数据,破坏数据库的一致性。

加锁是实现数据库并发控制的一个非常重要的技术。当事务在对某个数据对象进行操作前,先向系统发出请求,对其加锁。加锁后事务就对该数据对象有了一定的控制,在该事务释放锁之前,其他的事务不能对此数据对象进行更新操作。

【基本锁类型】

锁包括行级锁和表级锁

行级锁是一种排他锁,防止其他事务修改此行;在使用以下语句时,Oracle会自动应用行级锁:

INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT … FOR UPDATE [OF columns] [WAIT n |
NOWAIT];
SELECT … FOR UPDATE语句允许用户一次锁定多条记录进行更新
使用COMMIT或ROLLBACK语句释放锁

表级锁又分为5类:

行共享 (ROW SHARE) – 禁止排他锁定表
行排他(ROW EXCLUSIVE) – 禁止使用排他锁和共享锁
共享锁(SHARE) - 锁定表,对记录只读不写,多个用户可以同时在同一个表上应用此锁
共享行排他(SHARE ROW EXCLUSIVE) – 比共享锁更多的限制,禁止使用共享锁及更高的锁
排他(EXCLUSIVE) – 限制最强的表锁,仅允许其他用户查询该表的行。禁止修改和锁定表

【乐观锁与悲观锁】

所谓悲观锁就是基于数据库机制实现的。比如在在使用select子句的时候加上for
update,那么直到改子句的事务结束为止,任何应用都无法修改select出来的记录。

所谓乐观锁是基于应用的版本机制来实现的。一般会在表里面设计一个版本字段v(我一般会把这个字段设为timestamp)。一般的update场景是这样:

1 select a, v from tb where id=1;

假设得到数据是:[‘xxx‘, 11111]

2 update tb set a=‘yyyy‘, v=systimestamp where v=11111; //注意,
v一般不会在业务操作的时候修改

这要求每一次update操作都变更版本字段,否则还是要进程间的数据 还是会被相互覆盖。

乐观锁无法锁定其他应用对数据的操作。

锁(locking)

业务逻辑的实现过程中,往往需要保证数据访问的排他性。如在金融系统的日终结算
处理中,我们希望针对某个cut-off时间点的数据进行处理,而不希望在结算进行过程中
(可能是几秒种,也可能是几个小时),数据再发生变化。此时,我们就需要通过一些机制来保证这些数据在某个操作过程中不会被外界修改,这样的机制,在这里,也就是所谓
的“锁”,即给我们选定的目标数据上锁,使其无法被其他程序修改
Hibernate支持两种锁机制:即通常所说的“悲观锁(Pessimistic Locking)” 和“乐观锁(Optimistic
Locking)”。

【Hibernate中的悲观锁和乐观锁的实现】


悲观锁(Pessimistic Locking)

悲观锁,正如其名,它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务,以及来自外部系统的事务处理)修改持保守态度,因此,在整个数据处理过程中,将数据处于锁定
状态。悲观锁的实现,往往依靠数据库提供的锁机制(也只有数据库层提供的锁机制才能
真正保证数据访问的排他性
,否则,即使在本系统中实现了加锁机制,也无法保证外部系
统不会修改数据)。 一个典型的倚赖数据库的悲观锁调用: select * from account where name=”Erica” for
update 这条sql 语句锁定了account 表中所有符合检索条件(name=”Erica”)的记录。
本次事务提交之前(事务提交时会释放事务过程中的锁),外界无法修改这些记录。
Hibernate的悲观锁,也是基于数据库的锁机制实现。 下面的代码实现了对查询记录的加锁:

 String
hqlStr = " from
TUser as user where
user.name=’Erica’ " ; 
Query
query = session.createQuery(hqlStr); 
query.setLockMode( " user " ,LockMode.UPGRADE); // 加锁 
 List
userList = query.list(); // 执行查询,

获取数据 query.setLockMode 对查询语句中特定别名所对应的记录进行加锁(我们为
TUser类指定了一个别名“user”),这里也就是对返回的所有user记录进行加锁。
观察运行期Hibernate生成的SQL语句:

 select
tuser0_.id as id, tuser0_.name as name, tuser0_.group_id as
group_id, tuser0_.user_type as user_type, tuser0_.sex as sex from
t_user tuser0_ where
(tuser0_.name = ’Erica’
) for update

这里Hibernate通过使用数据库的for update子句实现了悲观锁机制。
Hibernate的加锁模式有: 
? LockMode.NONE : 无锁机制。 
? LockMode.WRITE :Hibernate在Insert和Update记录的时候会自动
获取。 
? LockMode.READ :
Hibernate在读取记录的时候会自动获取。

以上这三种锁机制一般由Hibernate内部使用,如Hibernate为了保证Update
过程中对象不会被外界修改,会在save方法实现中自动为目标对象加上WRITE锁。

? LockMode.UPGRADE :利用数据库的for
update子句加锁
。 
? LockMode. UPGRADE_NOWAIT :Oracle的特定实现,利用Oracle的for update
nowait子句实现加锁

上面这两种锁机制是我们在应用层较为常用的,加锁一般通过以下方法实现: 
Criteria.setLockMode 
Query.setLockMode 
Session.lock 
注意,只有在查询开始之前(也就是Hiberate 生成SQL 之前)设定加锁,才会
真正通过数据库的锁机制进行加锁处理,否则,数据已经通过不包含for update 子句的Select
SQL加载进来,所谓数据库加锁也就无从谈起。

二 :乐观锁(Optimistic Locking) 
相对悲观锁而言,乐观锁机制采取了更加宽松的加锁机制。悲观锁大多数情况下依
靠数据库的锁机制实现,以保证操作最大程度的独占性。但随之而来的就是数据库 性能的大量开销,特别是对长事务而言,这样的开销往往无法承受。
如一个金融系统,当某个操作员读取用户的数据,并在读出的用户数据的基础上进
行修改时(如更改用户帐户余额),如果采用悲观锁机制,也就意味着整个操作过
程中(从操作员读出数据、开始修改直至提交修改结果的全过程,甚至还包括操作
员中途去煮咖啡的时间),数据库记录始终处于加锁状态,可以想见,如果面对几 百上千个并发,这样的情况将导致怎样的后果。
乐观锁机制在一定程度上解决了这个问题。乐观锁
大多是基于数据版本 (Version)记录机制实现
。何谓数据版本?即为数据增加一个版本标识,在基于
数据库表的版本解决方案中,一般是通过为数据库表增加一个“version”字段来 实现。
读取出数据时,将此版本号一同读出,之后更新时,对此版本号加一。此时,将提
交数据的版本数据与数据库表对应记录的当前版本信息进行比对,如果提交的数据
版本号大于数据库表当前版本号,则予以更新,否则认为是过期数据。 对于上面修改用户帐户信息的例子而言,假设 :

数据库中帐户信息表中有一个
version字段,当前值为1;而当前帐户余额字段(balance)为$100。

1 :操作员A 此时将其读出(version=1),并从其帐户余额中扣除$50
($100-$50)。 
2 : 在操作员A操作的过程中,操作员B也读入此用户信息(version=1),并
从其帐户余额中扣除$20($100-$20)。 
3: 操作员A完成了修改工作,将数据版本号加一(version=2),连同帐户扣
除后余额(balance=$50),提交至数据库更新,此时由于提交数据版本大
于数据库记录当前版本,数据被更新,数据库记录version更新为2。 
4: 操作员B完成了操作,也将版本号加一(version=2)试图向数据库提交数
据(balance=$80),但此时比对数据库记录版本时发现,操作员B提交的
数据版本号为2,数据库记录当前版本也为2,不满足“提交版本必须大于记 录当前版本才能执行更新“的乐观锁策略,因此,操作员B
的提交被驳回。 这样,就避免了操作员B 用基于version=1 的旧数据修改的结果覆盖操作
员A的操作结果的可能。

从上面的例子可以看出,乐观锁机制避免了长事务中的数据库加锁开销(操作员A
和操作员B操作过程中,都没有对数据库数据加锁),大大提升了大并发量下的系 统整体性能表现。
需要注意的是,乐观锁机制往往基于系统中的数据存储逻辑,因此也具备一定的局
限性,如在上例中,由于乐观锁机制是在我们的系统中实现,来自外部系统的用户
余额更新操作不受我们系统的控制,因此可能会造成脏数据被更新到数据库中。在
系统设计阶段,我们应该充分考虑到这些情况出现的可能性,并进行相应调整(如
将乐观锁策略在数据库存储过程中实现,对外只开放基于此存储过程的数据更新途
径,而不是将数据库表直接对外公开)。 Hibernate
在其数据访问引擎中内置了乐观锁实现
。如果不用考虑外部系统对数
据库的更新操作,利用Hibernate提供的透明化乐观锁实现,将大大提升我们的 生产力。
Hibernate中可以通过class描述符的optimistic-lock属性结合version
描述符指定。 
现在,我们为之前示例中的TUser加上乐观锁机制。

1. 首先为TUser的class描述符添加optimistic-lock属性:

 < hibernate - mapping >


 < class


name = " org.hibernate.sample.TUser "


table = " t_user "


dynamic - update = " true "


dynamic - insert = " true "


optimistic - lock = " version "


 >


…… 

 </ class >


 </ hibernate - mapping >

optimistic-lock属性有如下可选取值: 
? none 无乐观锁 
? version 通过版本机制实现乐观锁 
? dirty 通过检查发生变动过的属性实现乐观锁 
? all 通过检查所有属性实现乐

时间: 2024-11-08 21:35:12

数据库锁技术的相关文章

ABAP锁、数据库锁

声明:原创作品,转载时请注明文章来自SAP师太技术博客:www.cnblogs.com/jiangzhengjun,并以超链接形式标明文章原始出处,否则将追究法律责任!原文链接:http://www.cnblogs.com/jiangzhengjun/p/4293533.html ABAP数据锁定... 338 SM12锁查看与维护... 344 通用加锁与解锁函数... 344 ABAP程序锁定... 345 数据库锁... 347 锁的分类和兼容性... 347 并发性与锁的权衡... 34

【java并发】线程锁技术的使用

线程锁好比传统线程模型中的synchronized技术,但是比sychronized方式更加面向对象,与生活中的锁类似,锁本身也应该是个对象.两个线程执行的代码片段如果要实现同步互斥的效果,它们必须用同一个锁对象.锁是上在代表要操作的资源的类的内部方法中,而不是线程代码中.这一篇博文主要总结一下线程锁技术中Lock锁.ReadWriteLock锁的使用. 1. Lock的简单使用 有了synchronized的基础,Lock就比较简单了,首先看一个实例: public class LockTes

数据库“锁”事一例

在做的一个账单计息功能,其中,账单表的主键是BillId,varchar类型,BillId取值形如B0000001,生成规则是每次新增记录是先从账单表里计算出最大的BillId数字,然后+1再转换后作为新增记录的BillId.例如,B0000001.B0000002. 逻辑很简单,但考虑到并发,技术上就要费点心了. 为了简化场景,这里我写了一些测试用例,涉及到一个包含两个字段的表student(id int, sno varchar(32)),PK是id.数据库是引擎为InnoDB的Mysql5

轻松掌握MySQL数据库锁机制的相关原理

1,SHOW PROCESSLIST查看数据库中表的状态,是否被锁: kill id   //杀掉被锁的表 =================================================== set autocommit=0; select * from t1  where uid='xxxx' for update    //在有索引(例如uid)的情况下是行锁,否则是表锁 insert into t1 values(1,'xxxxx'); commit; ========

ABAP锁,数据库锁

原文出自 江正军 技术博客,博客链接:www.cnblogs.com/jiangzhengjun ABAP数据锁定 SM12锁查看与维护 通用加锁与解锁函数 ABAP程序锁定 数据库锁 锁的分类和兼容性 并发性与锁的权衡 数据库的事务隔离级别 在JDBC应用程序中设置隔离级别 在应用程序中采用悲观锁和乐观锁 由数据库系统独占锁实现悲观锁 利用版本控制实现乐观锁 阻塞 死锁 ABAP数据锁定 数据库锁定:与DB LUW机制类似,数据库本身一般也提供数据锁定机制.数据库将当前正在执行修改操作的所有数

MySQL 之【视图】【触发器】【存储过程】【函数】【事物】【数据库锁】【数据库备份】

1.视图 2.触发器 3.存储过程 4.函数 5.事物 6.数据库锁 7.数据库备份 1.视图 视图:是一个虚拟表,其内容由查询定义.同真实的表一样,视图包含一系列带有名称的列和行数据 视图有如下特点; 1. 视图的列可以来自不同的表,是表的抽象和逻辑意义上建立的新关系. 2. 视图是由基本表(实表)产生的表(虚表). 3. 视图的建立和删除不影响基本表. 4. 对视图内容的更新(添加.删除和修改)直接影响基本表. 5. 当视图来自多个基本表时,不允许添加,修改和删除数据. 1.创建视图 cre

MySQL 之 视图、触发器、存储过程、函数、事物与数据库锁

浏览目录: 1.视图 2.触发器 3.存储过程 4.函数 5.事物 6.数据库锁 7.数据库备份 1.视图 视图:是一个虚拟表,其内容由查询定义.同真实的表一样,视图包含一系列带有名称的列和行数据 视图有如下特点; 1. 视图的列可以来自不同的表,是表的抽象和逻辑意义上建立的新关系. 2. 视图是由基本表(实表)产生的表(虚表). 3. 视图的建立和删除不影响基本表. 4. 对视图内容的更新(添加.删除和修改)直接影响基本表. 5. 当视图来自多个基本表时,不允许添加,修改和删除数据. 1.创建

数据库锁总结

http://www.cnblogs.com/ismallboy/p/5574006.html 数据库锁出现的原因是为了处理并发问题,因为数据库是一个多用户共享的资源,当出现并发的时候,就会导致出现各种各样奇怪的问题,就像程序代码一样,出现多线程并发的时候,如果不做特殊控制的话,就会出现意外的事情,比如"脏"数据.修改丢失等问题.所以数据库并发需要使用事务来控制,事务并发问题需要数据库锁来控制,所以数据库锁是跟并发控制和事务联系在一起的. 平时会经常看到或者听到数据库锁有"共

【转】数据库锁机制

1 前言 数据库大并发操作要考虑死锁和锁的性能问题.看到网上大多语焉不详(尤其更新锁),所以这里做个简明解释,为下面描述方便,这里用T1代表一个数据库执行请求,T2代表另一个请求,也可以理解为T1为一个线程,T2 为另一个线程.T3,T4以此类推.下面以SQL Server(2005)为例. 2 锁的种类 共享锁(Shared lock). 例1: ---------------------------------------- T1: select * from table (请想象它需要执行