使用锁场景

在多节点部署或者多线程执行时,同一个时间可能有多个线程更新相同数据,产生冲突,这就是并发问题。这样的情况下会出现以下问题:

更新丢失:一个事务更新数据后,被另一个更新数据的事务覆盖。

脏读:一个事务读取另一个事物为提交的数据,即为脏读。

其次还有幻读

针对并发引入并发控制机制,即加锁。加锁的目的是在同一个时间只有一个事务在更新数据,通过锁独占数据的修改权。

锁的实现方式

悲观锁

前提是,认为一定会有并发抢占资源,强行独占资源,在整个数据处理过程中,将数据处于锁定状态。

乐观锁

前提是,认为不一定发生并发抢占资源,只有在提交操作的时候检查是否违反数据完整性。只能防止脏读后数据的提交,不能解决脏读。

1)乐观并发控制

使用版本标识来确定读到的数据与提交时的数据是否一致。在每一行记录的后面增加两个隐藏列,记录创建版本号和删除版本号,而每一个事务在启动的时候,都有一个唯一的递增的版本号。

记录1,id,status1,status2,stauts3,version,表示有三个不同的状态,以及数据当前的版本

操作1:update table set status1=1,status2=0,status3=0 where id=111;  

操作2:update table set status1=0,status2=1,status3=0 where id=111;

操作3:update table set status1=0,status2=0,status3=1 where id=111;

没有任何控制的情况下,顺序执行3个操作,最后前两个操作会被直接覆盖。

加上version字段,每一次的操作都会更新version,提交时如果version不匹配,停止本次提交,可以尝试下一次的提交,以保证拿到的是操作1提交后的结果。

类似于MVCC (multi-version concurrency control),都是用版本号管理,有细微区别.

多版本并发控制(MVCC)是一种用来解决读-写冲突的无锁并发控制,也就是为事务分配单向增长的时间戳,为每个修改保存一个版本,版本与事务时间戳关联,读操作只读该事务开始前的数据库的快照。 这样在读操作不用阻塞写操作,写操作不用阻塞读操作的同时,避免了脏读和不可重复读

乐观并发控制(OCC)是一种用来解决写-写冲突的无锁并发控制,认为事务间竞争没有那么多,先进行修改,在提交事务前,检查一下事务开始后,有没有新提交改变,如果没有就提交,如果有就放弃并重试。适用于低数据争用,写冲突比较少的环境。

多版本并发控制可以结合基于锁的并发控制来解决写-写冲突,即MVCC+2PL(two-phase locking protocol),也可以结合乐观并发控制来解决写-写冲突。

2) CAS (compare and swap)

解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制。CAS操作包含三个操作数,内存位置(V),预期原值(A)和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配,那么将该位置值更新为新值。否则,处理器不做任何操作。

记录2: id,status,status 包含3种状态值 1,2,3

操作: update status=3 where id=111 and status=1;

即 如果内存位置为111,预期值为1,则修改新值为3。对于没有执行的操作则丢弃。

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2018-09-21