MySQL悲观锁与乐观锁的实现方案

Nice MySql

2022-05-15 0 182

前言

悲观锁和乐观锁是用来解决并发问题的两种思想，在不同的平台有着各自的实现。例如在Java中，synchronized就可以认为是悲观锁的实现(不严谨，有锁升级的过程，升级到重量级锁才算)，Atomic***原子类可以认为是乐观锁的实现。

悲观锁

具有强烈的独占和排他特性，在整个处理过程中将数据处于锁定状态，一般是通过系统的互斥量来实现。当其他线程想要获取锁时会被阻塞，直到持有锁的线程释放锁。

乐观锁

对数据的修改和访问持乐观态度，假设不会发生冲突，只有当数据提交更新时才会对数据冲突与否进行检测，如果没有冲突则顺利提交更新，否则快速失败，返回一个错误给用户，让用户选择接下来该如何去做，一般来说失败后会继续重试，直到提交更新成功为止。

MySQL本身就支持锁机制，例如我们有一个「先查再写」的需求，我们希望整个流程是一个原子操作，中间不能被打断，这时候就可以通过给查询的数据行加「排他锁」来实现。只要当前事务不释放锁，其他事务要想获得排他锁，MySQL就会将其阻塞，直到当前事务释放锁。这种MySQL底层的排他锁就称作「悲观锁」。

MySQL本身不提供乐观锁的功能，需要开发者自己实现。普遍的做法是在表中加一个version列，用来标记数据行的版本，当我们需要更新数据时，必须比对version版本，version一致说明这个期间数据没有被其他事务修改过，否则说明数据已经被其他事务修改，需要自旋重试了。

实战

假设数据库有两张表：商品表和订单表。

用户下单后需要执行两个操作：

商品表减去库存。
订单表创建一条记录。

初始数据：ID为1的商品有100的库存，订单表数据为空。

客户端启动10个线程并发下单，分别在无锁、悲观锁、乐观锁的场景下有哪些表现。

如下是创建表的sql语句：

-- 商品表
CREATE TABLE `goods` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `goods_name` varchar(50) NOT NULL,
  `price` decimal(10,2) NOT NULL,
  `stock` int(11) DEFAULT '0',
  `version` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8

-- 订单表
CREATE TABLE `t_order` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `goods_id` bigint(20) NOT NULL,
  `order_time` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8

1、无锁

不做任何处理。

// 下单
private boolean order(){
    Goods goods = goodsMapper.selectById(1L);
    boolean success = false;
    if (goods.getStock() > 0) {
        goods.setStock(goods.getStock() - 1);
        // 更新库存
        goodsMapper.updateById(goods);
        // 创建订单
        orderMapper.save(goods.getId());
        success = true;
    }
    return success;
}

控制台输出结果：

MySQL悲观锁与乐观锁的实现方案

2、悲观锁

查询商品时加FOR UPDATE，给数据行加排他锁，这样其他线程再查询时就会被阻塞，直到当前线程的事务提交并释放锁，其他线程才能继续下单。这种方式并发性能不高。

sql语句

@Select("SELECT * FROM goods WHERE id = #{id} FOR UPDATE")
Goods selectForUpdate(Long id);

控制台输出结果：

MySQL悲观锁与乐观锁的实现方案

注意：FOR UPDATE必须在事务中才有效，查询和更新必须在同一个事务中！！！

3、乐观锁

实现思路是：每次更新时校验版本号，如果版本号一致说明期间数据没有被其他线程改过，当前线程可以正常提交更新，否则说明数据已经被其他线程改过了，当前线程需要自旋重试，直到业务成功为止。

更新数据的同时版本号必须自增！！！

@Update("UPDATE goods SET stock = #{stock},version = version+1 WHERE id = #{id} AND version = #{version}")
int updateByVersion(Long id, Integer stock, Integer version);

业务代码

boolean order(){
    Goods goods = goodsMapper.selectById(1L);
    boolean success = false;
    if (goods.getStock() > 0) {
        goods.setStock(goods.getStock() - 1);
        // 更新库存，带上版本号
        int result = goodsMapper.updateByVersion(goods.getId(), goods.getStock(), goods.getVersion());
        if (result <= 0) {
            // 更新失败，说明期间数据已经被其他线程修改，需要递归重试
            return order();
        }
        // 创建订单
        orderMapper.save(goods.getId());
        success = true;
    }
    return success;
}

控制台输出结果：

MySQL悲观锁与乐观锁的实现方案