說明

遇見并發(fā)情況，需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也就是與正確的預(yù)期一致，此時就會用到鎖。
鎖是在并發(fā)下控制程序的執(zhí)行邏輯，以此來保證數(shù)據(jù)按照預(yù)期變動。
如果不加鎖，并發(fā)情況下的可能數(shù)據(jù)不一致的情況，這是個概率問題。

樂觀鎖CAS

簡介

樂觀鎖很樂觀，假設(shè)數(shù)據(jù)一般情況不會造成沖突，屬于程序?qū)用娴倪壿嬫i，在數(shù)據(jù)進(jìn)行更新時，才進(jìn)行鎖的檢測。是通過添加一個版本號的方式實現(xiàn)的，每當(dāng)數(shù)據(jù)這一行所在的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則對應(yīng)的版本號+1，更新數(shù)據(jù)時，將版本號作為查詢條件。
至于是否要加事務(wù)，看寫操作單條數(shù)據(jù)還是寫操作多條數(shù)據(jù)。

注意：網(wǎng)上很多解決方案用時間戳來做version字段，我持反對意見，并發(fā)可能是一瞬間的事，不到一秒就有好多請求，用時間戳粒度太大，用隨機(jī)字符串都比用這個強(qiáng)。

用法

#示例
update test set score = score + 1 where id = 1
#優(yōu)化為，這種簡單，但是會有ABA的問題：
select score as old_score from test where id  = 1;
update test set score = score + 1 where id = 1 and score = old_score;
#或者添加一個version字段，這種不存在ABA的問題
select version from test where id  = 1;
update test set score = score + 1 where id = 1 and version = version;

適用場景

1. 讀多寫少：由于并發(fā)寫操作較少，樂觀鎖的修改數(shù)據(jù)受影響行數(shù)為0概率也較低。
2. 允許一定量的重試或不需要重試的場景：這個要根據(jù)業(yè)務(wù)，否則來回重試會降低性能。

優(yōu)點

實現(xiàn)簡單：樂觀鎖在代碼上就可以實現(xiàn)，不需要額外對數(shù)據(jù)庫額外操作。
無死鎖風(fēng)險：悲觀鎖有死鎖風(fēng)險，樂觀鎖沒有。
無需重試情況下，性能較高：樂觀鎖機(jī)制在并發(fā)訪問情況下，不需要像悲觀鎖那樣阻塞其他事務(wù)，提供了更高的并發(fā)性能，前提當(dāng)前業(yè)務(wù)需求能容忍寫操作失敗的情況。

缺點

并發(fā)沖突：多加了一個where條件，只能保證數(shù)據(jù)最終不會出錯，不能保證每條寫操作的SQL都執(zhí)行成功（也就是受影響行數(shù)>0）。
不提供強(qiáng)一致性：強(qiáng)一致性要求數(shù)據(jù)的狀態(tài)在任何時刻都保持一致，悲觀鎖是到寫操作那一步才去驗證，期間只是做了個where條件的過濾。
ABA問題：一個字段的值在請求X中查詢出來是A，后續(xù)代碼實現(xiàn)樂觀鎖，因為并發(fā)量大，同時過來一個Y請求，將A值改成了B，因為一些業(yè)務(wù)原因又改成了A，整個過程雖然不影響請求X的結(jié)果，且能正常執(zhí)行，但是聯(lián)合其它數(shù)據(jù)，這個情況是否符合業(yè)務(wù)場景，不好說，所以最好的解決方案，就是專門做一個version字段，且不會與之前的version重復(fù)，即可，把這個version字段作為where條件，而不是存A或者B字段的所在字段作為where條件。

悲觀鎖

簡介

悲觀鎖比較悲觀，假設(shè)數(shù)據(jù)一定會造成沖突，屬于MySQL層面的鎖。通過加鎖阻塞其他事務(wù)，悲觀鎖可以保證在任何時刻，只有一個事務(wù)能夠修改或訪問共享資源，從而實現(xiàn)了強(qiáng)一致性。這意味著在悲觀鎖機(jī)制下，每個事務(wù)的讀寫操作都是有序、線性的。
需要事務(wù)的參與。

用法

在事務(wù)中的查詢語句添加for update即可。

如果此時執(zhí)行了三行內(nèi)容沒有commit，再次執(zhí)行update test set score = score + 1 where id = 1;則處于阻塞狀態(tài)，需要等commit之后，才能執(zhí)行。
start transaction;
select * from test where id = 1 for update;
update test set score = score + 1 where id = 1;
commit;

適用場景

寫多寫操作的前提，是保證數(shù)據(jù)不出錯，悲觀鎖的機(jī)制很符合。

優(yōu)點

強(qiáng)一致性：基于事務(wù)又加鎖，一致性可以保證。
實現(xiàn)簡單：在事務(wù)中for update即可，開發(fā)者不需要在這上面關(guān)注太多。

缺點

死鎖風(fēng)險：悲觀鎖在使用不當(dāng)?shù)那闆r下可能導(dǎo)致死鎖。如果多個事務(wù)持有鎖并相互等待對方釋放鎖的情況發(fā)生，就可能發(fā)生死鎖。
性能較低：悲觀鎖通常需要在整個事務(wù)過程中鎖定資源，這可能導(dǎo)致其他事務(wù)阻塞。

模擬實現(xiàn)

前置準(zhǔn)備

#創(chuàng)建一個非常簡單的表，并插入一條數(shù)據(jù)
CREATE TABLE `test` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `score` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

INSERT INTO `test` (`id`, `score`) VALUES (1, 0);

需求模擬

查詢test表id為1的數(shù)據(jù)，檢測到score值為0，則自增，否則終止。

不加鎖實現(xiàn)

為了提升性能，使用了原生PDO操作MySQL去實現(xiàn)。

//連接數(shù)據(jù)庫
$pdo = new \PDO("mysql:host=127.0.0.1;port=3306;dbname=temp;", 'root', 'root');
$pdo->setAttribute(\PDO::ATTR_ERRMODE,\PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
$pdo->query('set names utf8mb4');

//查詢
$query = $pdo->query('select score from test');
$query->setFetchMode(\PDO::FETCH_ASSOC);
$res = $query->fetchALL();


if($res[0]['score'] == 0) {
    $res = $pdo->exec('update test set score = score + 1 where id = 1');
    var_dump($res);
}

并發(fā)模擬

用ab壓測，發(fā)現(xiàn)效果不明顯，可能是ab工具不夠力或者電腦線程數(shù)量太少導(dǎo)致。
這里用的是ApiPost的壓測工具。500個并發(fā)去多次壓測一輪，發(fā)現(xiàn)score值是3，證明確實因為并發(fā)造成了與預(yù)期結(jié)果不一致的情況。

樂觀鎖解決方案（忽略ABA問題）

#將sql改為如下所示，實測多次，score最大值是1
#注意這種行為，只能保證score的值最大是1，無法保證執(zhí)行這個SQL的時候，受影響行數(shù)>0
update test set score = score + 1 where id = 1 and score = 0

悲觀鎖解決方案

$pdo = new \PDO("mysql:host=127.0.0.1;port=3306;dbname=temp;", 'root', 'root');
$pdo->setAttribute(\PDO::ATTR_ERRMODE,\PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
$pdo->query('set names utf8mb4');

$redis = new Redis;
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

try {
    $pdo->beginTransaction();

    $stmt = $pdo->prepare("select * from test where id = 1 for update");
    $stmt->execute();
    $res = $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);

    if($res['score'] == 0) {
        $stmt = $pdo->prepare("UPDATE test SET score = (score + 1) where id  = 1");
        $stmt->execute();
        $pdo->commit();
        $redis->incr('commit');
    } else {
        $redis->incr('rollback');
        $pdo->rollBack();
    }
} catch (PDOException $e) {
    $pdo->rollBack();
}

// 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接
$pdo = null;

500個并發(fā)壓測一輪，查看redis數(shù)據(jù)，commit數(shù)量為1，其余499全部都是rollback，這么多的回滾不代表大錯特錯（演示效果），而是因為第一個事務(wù)執(zhí)行成功后，再執(zhí)行其它事務(wù)，正因為一個一個排隊，就不會出現(xiàn)同時讀取多個score值為0的情況了。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-819482.html

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