在多用户环境中,锁对于维护数据的一致性和完整性至关重要。设计者可通过它们防止可能导致数据不一致的并发修改。
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悲观锁和乐观锁的区别和最佳实践
悲观锁和乐观锁的区别悲观锁和乐观锁是两种不同的并发控制策略,主要区别在于对数据竞争的预期和处理方式。
悲观锁
基于“悲观”的假设,即默认情况下认为数据可能会被其他线程修改,因此在操作数据前会尝试获得独占的锁。一旦某个线程持有悲观锁,其他试图访问相同资源的线程将被阻塞,直到锁被释放。
乐观锁
基于“乐观”的假设,即默认情况下认为数据不会被其他线程修改,因此在操作数据时不立即加锁。当需要更新数据时,它会检查在此期间数据是否已经被其他线程修改过。如果数据未被修改,则更新成功;如果数据已被修改,则更新失败,并可能触发重试。
常见实现手段悲观锁的实现手段悲观锁通常通过数据库提供的锁机制来实现,常见的有:
行级锁(Row-level lock)
锁定特定行数据,允许其他事务并发访问不被锁定的行。例如,在SQL中使用SELECT... FOR UPDATE语句可以实现行级锁。
表级锁(Table-level lock)
锁定整张表,其他事务无法访问表中的任何数据,直到锁被释放。例如,在SQL中使用LOCK TABLE... IN EXCLUSIVE MODE语句可以实现表级锁。 在编程语言中,也可以使用互斥锁(Mutex)或其他同步机制来实现悲观锁。
乐观锁的实现手段乐观锁通常通过版本号(Version Number)或时间戳(Timestamp)机制来实现:
版本号机制
在数据表中增加一个版本号字段,表示数据被修改的次数。每次修改数据时,都会检查版本号是否与原始版本号一致。如果一致,则更新数据并增加版本号;如果不一致,说明数据已经被其他事务修改,当前事务的更新会失败。
时间戳机制
类似于版本号机制,通过时间戳来检测数据是否被修改。每次数据更新时,都会更新数据的时间戳字段。在更新时,检查当前时间戳与读取时的时间戳是否一致,如果一致,则进行更新,否则表示数据已被其他事务修改。
在编程语言中,乐观锁也可以通过原子变量类(如Java中的java.util.concurrent.atomic包下的类)来实现,这些类通常使用了CAS(Compare and Swap)算法来实现乐观锁。
选择指南悲观锁适用于并发冲突高、数据一致性要求严格的场景,如金融、库存管理、订单处理等系统。
乐观锁适用于并发冲突低、读多写少的场景,如用户评论系统、社交媒体点赞等。
在实际应用中,需要根据具体的业务需求和并发场景来选择合适的锁机制,以平衡系统的性能和数据一致性。
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