鎖( locking )
業(yè)務邏輯的實現(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)的日終結算處理中,我們希望針對某個 cut-off 時間點的數(shù)據(jù)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),數(shù)據(jù)再發(fā)生變化.此時,我們就需要通過一些機制來保證這些數(shù)據(jù)在某個操作過程中不會被外界修改,這樣的機制,在這里,也就是所謂的 “鎖” ,即給我們選定的目標數(shù)據(jù)上鎖,使其無法被其他程序修改.Hibernate 支持兩種鎖機制: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,它指的是對數(shù)據(jù)被外界(包括本系統(tǒng)當前的其他事務,以及來自外部系統(tǒng)的事務處理)修改持保守態(tài)度,因此,在整個數(shù)據(jù)處理過程中,將數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài).悲觀鎖的實現(xiàn),往往依靠數(shù)據(jù)庫提供的鎖機制(也只有數(shù)據(jù)庫層提供的鎖機制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問的排他性,否則,即使在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了加鎖機制,也無法保證外部系統(tǒng)不會修改數(shù)據(jù)).
一個典型的倚賴數(shù)據(jù)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,也是基于數(shù)據(jù)庫的鎖機制實現(xiàn).
下面的代碼實現(xiàn)了對查詢記錄的加鎖:
String hqlStr ="from TUser as user where user.name='Erica'";
Query query = session.createQuery(hqlStr);
query.setLockMode("user",LockMode.UPGRADE); // 加鎖
List userList = query.list();// 執(zhí)行查詢,獲取數(shù)據(jù)
query.setLockMode 對查詢語句中,特定別名所對應的記錄進行加鎖(我們?yōu)?/span>TUser 類指定了一個別名 “user” ),這里也就是對返回的所有 user 記錄進行加鎖.
觀察運行期 Hibernate 生成的 SQL 語句:
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
這里 Hibernate 通過使用數(shù)據(jù)庫的 for update 子句實現(xiàn)了悲觀鎖機制.
Hibernate 的加鎖模式有:
LockMode.NONE : 無鎖機制.
LockMode.WRITE : Hibernate 在 Insert 和 Update 記錄的時候會自動獲取.
LockMode.READ : Hibernate 在讀取記錄的時候會自動獲取.
以上這三種鎖機制一般由 Hibernate 內部使用,如 Hibernate 為了保證 Update過程中對象不會被外界修改,會在 save 方法實現(xiàn)中自動為目標對象加上 WRITE 鎖.
LockMode.UPGRADE :利用數(shù)據(jù)庫的 for update 子句加鎖.
LockMode. UPGRADE_NOWAIT : Oracle 的特定實現(xiàn),利用 Oracle 的 for update nowait 子句實現(xiàn)加鎖.
上面這兩種鎖機制是我們在應用層較為常用的,加鎖一般通過以下方法實現(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)設定加鎖,才會真正通過數(shù)據(jù)庫的鎖機制進行加鎖處理,否則,數(shù)據(jù)已經通過不包含 for update 子句的 Select SQL 加載進來,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,樂觀鎖機制采取了更加寬松的加鎖機制.悲觀鎖大多數(shù)情況下依靠數(shù)據(jù)庫的鎖機制實現(xiàn),以保證操作最大程度的獨占性.但隨之而來的就是數(shù)據(jù)庫性能的大量開銷,特別是對長事務而言,這樣的開銷往往無法承受.
如一個金融系統(tǒng),當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)的基礎上進行修改時如更改用戶帳戶余額),如果采用悲觀鎖機制,也就意味著整個操作過程中(從操作員讀出數(shù)、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),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),這樣的情況將導致怎樣的后果.樂觀鎖機制在一定程度上解決了這個問題.樂觀鎖,大多是基于數(shù)據(jù)版本( Version )記錄機制實現(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,之后更新時,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)庫表對應記錄的當前版本信息進行比對,如果提交的數(shù)據(jù)版本號大于數(shù)據(jù)庫表當前版本號,則予以更新,否則認為是過期數(shù)據(jù).
對于上面修改用戶帳戶信息的例子而言,假設數(shù)據(jù)庫中帳戶信息表中有一個version 字段,當前值為 1 ；而當前帳戶余額字段(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)庫更新,此時由于提交數(shù)據(jù)版本大于數(shù)據(jù)庫記錄當前版本,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)庫記錄當前版本也為 2 ,不滿足” 提交版本必須大于記錄當前版本才能執(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)的用戶余額更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)被更新到數(shù)據(jù)庫中.在系統(tǒng)設計階段,我們應該充分考慮到這些情況出現(xiàn)的可能性,并進行相應調整(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)更新途徑,而不是將數(shù)據(jù)庫表直接對外公開).
Hibernate 在其數(shù)據(jù)訪問引擎中內置了樂觀鎖實現(xiàn).如果不用考慮外部系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的更新操作,利用 Hibernate 提供的透明化樂觀鎖實現(xiàn),將大大提升我們的生產力.
Hibernate 中可以通過 class 描述符的 optimistic-lock 屬性結合 version描述符指定.

現(xiàn)在,我們?yōu)橹笆纠械?/span> TUser 加上樂觀鎖機制.
1 ． 首先為 TUser 的 class 描述符添加 optimistic-lock 屬性:
<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 屬性有如下可選取值: 
none:無樂觀鎖 
version:通過版本機制實現(xiàn)樂觀鎖
dirty:通過檢查發(fā)生變動過的屬性實現(xiàn)樂觀鎖
all:通過檢查所有屬性實現(xiàn)樂觀鎖
其中通過 version 實現(xiàn)的樂觀鎖機制是 Hibernate 官方推薦的樂觀鎖實現(xiàn),同時也是 Hibernate 中,目前唯一在數(shù)據(jù)對象脫離 Session 發(fā)生修改的情況下依然有效的鎖機制.因此,一般情況下,我們都選擇 version 方式作為 Hibernate 樂觀鎖實現(xiàn)機制.
2 ． 添加一個 Version 屬性描述符
<hibernate-mapping>
<class name="org.hibernate.sample.TUser" table="t_user" dynamic-update="true" dynamic-insert="true"
optimistic-lock="version">
<id name="id" column="id" type="java.lang.Integer">
<generator class="native">
</generator>
</id>
<version column="version" name="version" type="java.lang.Integer"/>
……
</class>
</hibernate-mapping>
注意 version 節(jié)點必須出現(xiàn)在 ID 節(jié)點之后.這里我們聲明了一個 version 屬性,用于存放用戶的版本信息,保存在 TUser 表的version 字段中.
此時如果我們嘗試編寫一段代碼,更新 TUser 表中記錄數(shù)據(jù),如:
Criteria criteria = session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
List userList = criteria.list();
TUser user =(TUser)userList.get(0);
Transaction tx = session.beginTransaction();
user.setUserType(1); // 更新 UserType 字段
tx.commit();
每次對 TUser 進行更新的時候,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,啟動另外一個 Session ,對名為 Erica 的用戶進行操作,以模擬并發(fā)更新時的情形:
Session session= getSession();
Criteria criteria = session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
Session session2 = getSession();
Criteria criteria2 = session2.createCriteria(TUser.class);
criteria2.add(Expression.eq("name","Erica"));
List userList = criteria.list();
List userList2 = criteria2.list();TUser user =(TUser)userList.get(0);
TUser user2 =(TUser)userList2.get(0);
Transaction tx = session.beginTransaction();
Transaction tx2 = session2.beginTransaction();
user2.setUserType(99);
tx2.commit();
user.setUserType(1);
tx.commit();
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,當前事務正在試圖提交一個過期數(shù)據(jù).通過捕捉這個異常,我們就可以在樂觀鎖校驗失敗時進行相應處理.