鎖(locking) 業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)過程中,往往需要保證數(shù)據(jù)訪問的排他性。如在金融系統(tǒng)的日終結(jié)算 處理中,我們希望針對(duì)某個(gè)cut-off時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,而不希望在結(jié)算進(jìn)行過程中 (可能是幾秒種,也可能是幾個(gè)小時(shí)),數(shù)據(jù)再發(fā)生變化。此時(shí),我們就需要通過一些機(jī)制來保證這些數(shù)據(jù)在某個(gè)操作過程中不會(huì)被外界修改,這樣的機(jī)制,在這里,也就是所謂 的“鎖”,即給我們選定的目標(biāo)數(shù)據(jù)上鎖,使其無法被其他程序修改。 Hibernate支持兩種鎖機(jī)制:即通常所說的“悲觀鎖(Pessimistic Locking)” 和“樂觀鎖(Optimistic Locking)”。
一 :悲觀鎖(Pessimistic Locking) 悲觀鎖,正如其名,它指的是對(duì)數(shù)據(jù)被外界(包括本系統(tǒng)當(dāng)前的其他事務(wù),以及來自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理)修改持保守態(tài)度,因此,在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程中,將數(shù)據(jù)處于鎖定 狀態(tài)。悲觀鎖的實(shí)現(xiàn),往往依靠數(shù)據(jù)庫提供的鎖機(jī)制(也只有數(shù)據(jù)庫層提供的鎖機(jī)制才能 真正保證數(shù)據(jù)訪問的排他性,否則,即使在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了加鎖機(jī)制,也無法保證外部系 統(tǒng)不會(huì)修改數(shù)據(jù))。 一個(gè)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(shí)會(huì)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(shí)現(xiàn)。 下面的代碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)查詢記錄的加鎖:
獲取數(shù)據(jù) query.setLockMode 對(duì)查詢語句中特定別名所對(duì)應(yīng)的記錄進(jìn)行加鎖(我們?yōu)?TUser類指定了一個(gè)別名“user”),這里也就是對(duì)返回的所有user記錄進(jìn)行加鎖。 觀察運(yùn)行期Hibernate生成的SQL語句:?
?這里Hibernate通過使用數(shù)據(jù)庫的for update子句實(shí)現(xiàn)了悲觀鎖機(jī)制。 Hibernate的加鎖模式有: ? LockMode.NONE : 無鎖機(jī)制。 ? LockMode.WRITE :Hibernate在Insert和Update記錄的時(shí)候會(huì)自動(dòng) 獲取。 ? LockMode.READ : Hibernate在讀取記錄的時(shí)候會(huì)自動(dòng)獲取。 以上這三種鎖機(jī)制一般由Hibernate內(nèi)部使用,如Hibernate為了保證Update 過程中對(duì)象不會(huì)被外界修改,會(huì)在save方法實(shí)現(xiàn)中自動(dòng)為目標(biāo)對(duì)象加上WRITE鎖。?? LockMode.UPGRADE :利用數(shù)據(jù)庫的for update子句加鎖。 ? LockMode. UPGRADE_NOWAIT :Oracle的特定實(shí)現(xiàn),利用Oracle的for update nowait子句實(shí)現(xiàn)加鎖。 上面這兩種鎖機(jī)制是我們?cè)趹?yīng)用層較為常用的,加鎖一般通過以下方法實(shí)現(xiàn): Criteria.setLockMode Query.setLockMode Session.lock 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(huì) 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。
二 :樂觀鎖(Optimistic Locking) 相對(duì)悲觀鎖而言,樂觀鎖機(jī)制采取了更加寬松的加鎖機(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(shí)現(xiàn),以保證操作最大程度的獨(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(duì)長事務(wù)而言,這樣的開銷往往無法承受。 如一個(gè)金融系統(tǒng),當(dāng)某個(gè)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(shí)(如更改用戶帳戶余額),如果采用悲觀鎖機(jī)制,也就意味著整個(gè)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(shí)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(duì)幾 百上千個(gè)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(gè)問題。樂觀鎖 大多是基于數(shù)據(jù)版本 (Version)記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)。何謂數(shù)據(jù)版本?即為數(shù)據(jù)增加一個(gè)版本標(biāo)識(shí),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(gè)“version”字段來 實(shí)現(xiàn)。 讀取出數(shù)據(jù)時(shí),將此版本號(hào)一同讀出,之后更新時(shí),對(duì)此版本號(hào)加一。此時(shí),將提 交數(shù)據(jù)的版本數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫表對(duì)應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息進(jìn)行比對(duì),如果提交的數(shù)據(jù) 版本號(hào)大于數(shù)據(jù)庫表當(dāng)前版本號(hào),則予以更新,否則認(rèn)為是過期數(shù)據(jù)。 對(duì)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(gè) 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(shí)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(hào)加一(version=2),連同帳戶扣 除后余額(balance=$50),提交至數(shù)據(jù)庫更新,此時(shí)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)被更新,數(shù)據(jù)庫記錄version更新為2。 4: 操作員B完成了操作,也將版本號(hào)加一(version=2)試圖向數(shù)據(jù)庫提交數(shù) 據(jù)(balance=$80),但此時(shí)比對(duì)數(shù)據(jù)庫記錄版本時(shí)發(fā)現(xiàn),操作員B提交的 數(shù)據(jù)版本號(hào)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。 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(duì)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(chǔ)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(shí)現(xiàn),來自外部系統(tǒng)的用戶 余額更新操作不受我們系統(tǒng)的控制,因此可能會(huì)造成臟數(shù)據(jù)被更新到數(shù)據(jù)庫中。在 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(chǔ)過程中實(shí)現(xiàn),對(duì)外只開放基于此存儲(chǔ)過程的數(shù)據(jù)更新途 徑,而不是將數(shù)據(jù)庫表直接對(duì)外公開)。 Hibernate 在其數(shù)據(jù)訪問引擎中內(nèi)置了樂觀鎖實(shí)現(xiàn)。如果不用考慮外部系統(tǒng)對(duì)數(shù) 據(jù)庫的更新操作,利用Hibernate提供的透明化樂觀鎖實(shí)現(xiàn),將大大提升我們的 生產(chǎn)力。 Hibernate中可以通過class描述符的optimistic-lock屬性結(jié)合version 描述符指定。 現(xiàn)在,我們?yōu)橹笆纠械腡User加上樂觀鎖機(jī)制。?1. 首先為TUser的class描述符添加optimistic-lock屬性:
optimistic-lock屬性有如下可選取值: ? none 無樂觀鎖 ? version 通過版本機(jī)制實(shí)現(xiàn)樂觀鎖 ? dirty 通過檢查發(fā)生變動(dòng)過的屬性實(shí)現(xiàn)樂觀鎖 ? all 通過檢查所有屬性實(shí)現(xiàn)樂觀鎖 其中通過version實(shí)現(xiàn)的樂觀鎖機(jī)制是Hibernate官方推薦的樂觀鎖實(shí)現(xiàn),同時(shí)也 是Hibernate中,目前唯一在數(shù)據(jù)對(duì)象脫離Session發(fā)生修改的情況下依然有效的鎖機(jī) 制。因此,一般情況下,我們都選擇version方式作為Hibernate樂觀鎖實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 2. 添加一個(gè)Version屬性描述符 代碼內(nèi)容
注意version 節(jié)點(diǎn)必須出現(xiàn)在ID 節(jié)點(diǎn)之后。 這里我們聲明了一個(gè)version屬性,用于存放用戶的版本信息,保存在TUser表的 version字段中。 此時(shí)如果我們嘗試編寫一段代碼,更新TUser表中記錄數(shù)據(jù),如: 代碼內(nèi)容
每次對(duì)TUser進(jìn)行更新的時(shí)候,我們可以發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)庫中的version都在遞增。 而如果我們嘗試在tx.commit 之前,啟動(dòng)另外一個(gè)Session,對(duì)名為Erica 的用 戶進(jìn)行操作,以模擬并發(fā)更新時(shí)的情形: 代碼內(nèi)容
執(zhí)行以上代碼,代碼將在tx.commit()處拋出StaleObjectStateException異 常,并指出版本檢查失敗,當(dāng)前事務(wù)正在試圖提交一個(gè)過期數(shù)據(jù)。通過捕捉這個(gè)異常,我 們就可以在樂觀鎖校驗(yàn)失敗時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理。