J2EE事務(wù)并發(fā)控制策略知識(shí)點(diǎn)有哪些

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事務(wù)并發(fā)訪問(wèn)控制策略

當(dāng)前J2EE項(xiàng)目中，面臨的一個(gè)共同問(wèn)題就是如果控制事務(wù)的并發(fā)訪問(wèn)，雖然有些持久層框架已經(jīng)為我們做了很多工作，但是理解原理，對(duì)于我們開發(fā)來(lái)說(shuō)還是很有用處的。

事務(wù)并發(fā)訪問(wèn)主要可以分為兩類，分別是同一個(gè)系統(tǒng)事務(wù)和跨事務(wù)訪問(wèn)的并發(fā)訪問(wèn)控制，其中同一個(gè)系統(tǒng)事務(wù)可以采取樂(lè)觀鎖以及悲觀鎖策略，而跨多個(gè)系統(tǒng)事務(wù)時(shí)則需要樂(lè)觀離線鎖和悲觀離線鎖。在討論這四種并發(fā)訪問(wèn)控制策略之前，先需要明確一下數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別的問(wèn)題，ANSI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了四個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別，它們分別是：

讀取未提交（Read Uncommitted)

這是***的事務(wù)隔離級(jí)別，讀事務(wù)不會(huì)阻塞讀事務(wù)和寫事務(wù)，寫事務(wù)也不會(huì)阻塞讀事務(wù)，但是會(huì)阻塞寫事務(wù)。這樣造成的一個(gè)結(jié)果就是當(dāng)一個(gè)寫事務(wù)沒有提交的時(shí)候，讀事務(wù)照樣可以讀取，那么造成了臟讀的現(xiàn)象。

讀取已提交(Read Committed)

采用此種隔離界別的時(shí)候，寫事務(wù)就會(huì)阻塞讀事務(wù)和寫事務(wù)，但是讀事務(wù)不會(huì)阻塞讀事務(wù)和寫事務(wù)，這樣因?yàn)閷懯聞?wù)會(huì)阻塞讀取事務(wù)，那么從而讀取事務(wù)就不能讀到臟數(shù)據(jù)，但是因?yàn)樽x事務(wù)不會(huì)阻塞其它的事務(wù)，這樣還是會(huì)造成不可重復(fù)讀的問(wèn)題。

可重復(fù)讀（Repeatable Read)

采用此種隔離級(jí)別，讀事務(wù)會(huì)阻塞寫事務(wù)，但是讀事務(wù)不會(huì)阻塞讀事務(wù)，但是寫事務(wù)會(huì)阻塞寫事務(wù)和讀事務(wù)。因?yàn)樽x事務(wù)阻塞了寫事務(wù)，這樣以來(lái)就不會(huì)造成不可重復(fù)讀的問(wèn)題，但是這樣還是不能避免幻影讀問(wèn)題。

序列化（serializable)

此種隔離級(jí)別是最嚴(yán)格的隔離級(jí)別，如果設(shè)置成這個(gè)級(jí)別，那么就不會(huì)出現(xiàn)以上所有的問(wèn)題（臟讀，不可重復(fù)讀，幻影讀）。但是這樣以來(lái)會(huì)極大的影響到我們系統(tǒng)的性能，因此我們應(yīng)該避免設(shè)置成為這種隔離級(jí)別，相反的，我們應(yīng)該采用較低的隔離界別，然后再采用并發(fā)控制策略來(lái)進(jìn)行事務(wù)的并發(fā)訪問(wèn)控制）。

其實(shí)我們也可以把事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為serializable，這樣就不需要采用并發(fā)控制策略了，數(shù)據(jù)庫(kù)就會(huì)為我們做好一切并發(fā)控制，但是這樣以來(lái)會(huì)嚴(yán)重影響我們系統(tǒng)的伸縮性和性能，所以在實(shí)踐中，我們一般采用讀取已提交或者更低的事務(wù)隔離級(jí)別，配合各種并發(fā)訪問(wèn)控制策略來(lái)達(dá)到并發(fā)事務(wù)控制的目的。下面總結(jié)一下常用的控制策略：

1 樂(lè)觀鎖

樂(lè)觀鎖是在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)中我們常采取的策略，因?yàn)樗苁沟梦覀兊南到y(tǒng)保持高的性能的情況下，提高很好的并發(fā)訪問(wèn)控制。樂(lè)觀鎖，顧名思義就是保持一種樂(lè)觀的態(tài)度，我們認(rèn)為系統(tǒng)中的事務(wù)并發(fā)更新不會(huì)很頻繁，即使沖突了也沒事，大不了重新再來(lái)一次。它的基本思想就是每次提交一個(gè)事務(wù)更新時(shí)，我們想看看要修改的東西從上次讀取以后有沒有被其它事務(wù)修改過(guò)，如果修改過(guò)，那么更新就會(huì)失敗,。

***我們需要明確一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闃?lè)觀鎖其實(shí)并不會(huì)鎖定任何記錄，所以如果我們數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為讀取已提交或者更低的隔離界別，那么是不能避免不可重復(fù)讀問(wèn)題的（因?yàn)榇藭r(shí)讀事務(wù)不會(huì)阻塞其它事務(wù)），所以采用樂(lè)觀鎖的時(shí)候，系統(tǒng)應(yīng)該要容許不可重復(fù)讀問(wèn)題的出現(xiàn)。

了解了樂(lè)觀鎖的概念以后，那么當(dāng)前我們系統(tǒng)中又是如何來(lái)使用這種策略的呢？一般可以采用以下三種方法：

版本(Version)字段：在我們的實(shí)體中增加一個(gè)版本控制字段，每次事務(wù)更新后就將版本字段的值加1.

時(shí)間戳（timestamps)：采取這種策略后，當(dāng)每次要提交更新的時(shí)候就會(huì)將系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間和實(shí)體加載時(shí)的時(shí)間進(jìn)行比較，如果不一致，那么就報(bào)告樂(lè)觀鎖失敗，從而回滾事務(wù)或者重新嘗試提交。采用時(shí)間戳有一些不足，比如在集群環(huán)境下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步也許會(huì)成問(wèn)題，并且如果并發(fā)事務(wù)間隔時(shí)間小于當(dāng)前平臺(tái)最小的時(shí)鐘單位，那么就會(huì)發(fā)生覆蓋前一個(gè)事務(wù)結(jié)果的問(wèn)題。因此一般采用版本字段比較好。

基于所有屬性進(jìn)行檢測(cè)：采用這種策略的時(shí)候，需要比較每個(gè)字段在讀取以后有沒有被修改過(guò)，所以這種策略實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較麻煩，要求對(duì)每個(gè)屬性都進(jìn)行比較，如果采用hiernate的話，因?yàn)镠ibernate在一級(jí)緩存中可以進(jìn)行臟檢測(cè)，那么可以判斷哪些字段被修改過(guò)，從而動(dòng)態(tài)的生成sql語(yǔ)句進(jìn)行更新。

下面再總結(jié)一下如何在JDBC和Hibernate中使用樂(lè)觀鎖：

JDBC中使用樂(lè)觀鎖：如果我們采用JDBC來(lái)實(shí)現(xiàn)持久層的話，那么就可以采用以上將的三種支持樂(lè)觀鎖的策略，在實(shí)體中增加一個(gè)version字段或者一個(gè)Date字段，也可以采用基于所有屬性的策略，下面就采用version字段來(lái)做一演示：

假如系統(tǒng)中有一個(gè)Account的實(shí)體類，我們?cè)贏ccount中多加一個(gè)version字段，那么我們JDBC Sql語(yǔ)句將如下寫：

這樣以來(lái)我們就可以通過(guò)更新結(jié)果的行數(shù)來(lái)進(jìn)行判斷，如果更新結(jié)果的行數(shù)為0，那么說(shuō)明實(shí)體從加載以來(lái)已經(jīng)被其它事務(wù)更改了，所以就拋出自定義的樂(lè)觀鎖定異常（或者也可以采用Spring封裝的異常體系）。具體實(shí)例如下：

在使用JDBC API的情況下，我們需要在每個(gè)update語(yǔ)句中，都要進(jìn)行版本字段的更新以及判斷，因此如果稍不小心就會(huì)出現(xiàn)版本字段沒有更新的問(wèn)題，相反當(dāng)前的 ORM框架卻為我們做好了一切，我們僅僅需要做的就是在每個(gè)實(shí)體中都增加version或者是Date字段。

Hibernate中使用樂(lè)觀鎖：如果我們采用Hibernate做為持久層的框架，那么實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖將變得非常容易，因?yàn)榭蚣軙?huì)幫我們生成相應(yīng)的sql語(yǔ)句，不僅減少了開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，而且不容易出錯(cuò)。下面同樣采用version字段的方式來(lái)總結(jié)一下：
同樣假如系統(tǒng)中有一個(gè)Account的實(shí)體類，我們?cè)贏ccount中多加一個(gè)version字段，

這樣以來(lái)每次我們提交事務(wù)時(shí)，hibernate內(nèi)部會(huì)生成相應(yīng)的SQL語(yǔ)句將版本字段加1，并且進(jìn)行相應(yīng)的版本檢測(cè)，如果檢測(cè)到并發(fā)樂(lè)觀鎖定異常，那么就拋出StaleObjectStateException.

2 悲觀鎖

所謂悲觀鎖，顧名思義就是采用一種悲觀的態(tài)度來(lái)對(duì)待事務(wù)并發(fā)問(wèn)題，我們認(rèn)為系統(tǒng)中的并發(fā)更新會(huì)非常頻繁，并且事務(wù)失敗了以后重來(lái)的開銷很大，這樣以來(lái)，我們就需要采用真正意義上的鎖來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。悲觀鎖的基本思想就是每次一個(gè)事務(wù)讀取某一條記錄后，就會(huì)把這條記錄鎖住，這樣其它的事務(wù)要想更新，必須等以前的事務(wù)提交或者回滾解除鎖。

***我們還是需要明確一個(gè)問(wèn)題，假如我們數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的隔離級(jí)別設(shè)置為讀取已提交或者更低，那么通過(guò)悲觀鎖，我們控制了不可重復(fù)讀的問(wèn)題，但是不能避免幻影讀的問(wèn)題（因?yàn)橐氡苊馕覀兙托枰O(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別為Serializable,而一般情況下我們都會(huì)采取讀取已提交或者更低隔離級(jí)別，并配合樂(lè)觀或者悲觀鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制，所以幻影讀問(wèn)題是不能避免的，如果想避免幻影讀問(wèn)題，那么你只能依靠數(shù)據(jù)庫(kù)的serializable隔離級(jí)別（幸運(yùn)的是幻影讀問(wèn)題一般情況下不嚴(yán)重）。

下面就分別以JDBC和Hibernate來(lái)總結(jié)一下：

JDBC中使用悲觀鎖：在JDBC中使用悲觀鎖，需要使用select for update語(yǔ)句，假如我們系統(tǒng)中有一個(gè)Account的類，我們可以采用如下的方式來(lái)進(jìn)行：

當(dāng)使用了for update語(yǔ)句后，每次在讀取或者加載一條記錄的時(shí)候，都會(huì)鎖住被加載的記錄，那么當(dāng)其他事務(wù)如果要更新或者是加載此條記錄就會(huì)因?yàn)椴荒塬@得鎖而阻塞，這樣就避免了不可重復(fù)讀以及臟讀的問(wèn)題，但是其他事務(wù)還是可以插入和刪除記錄，這樣也許同一個(gè)事務(wù)中的兩次讀取會(huì)得到不同的結(jié)果集，但是這不是悲觀鎖鎖造成的問(wèn)題，這是我們數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別所造成的問(wèn)題。

***還需要注意的一點(diǎn)就是每個(gè)沖突的事務(wù)中，我們必須使用select for update 語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，如果一些事務(wù)沒有使用select for update語(yǔ)句，那么就會(huì)很容易造成錯(cuò)誤，這也是采用JDBC進(jìn)行悲觀控制的缺點(diǎn)。

Hibernate中使用悲觀鎖：相比于JDBC使用悲觀鎖來(lái)說(shuō)，在Hibernate中使用悲觀鎖將會(huì)容易很多，因?yàn)镠ibernate有API讓我們來(lái)調(diào)用，從而避免直接寫SQL語(yǔ)句。下面就Hibernate使用悲觀鎖做一總結(jié)：

首先先要明確一下Hibernate中支持悲觀鎖的兩種模式LockMode.UPGRADE以LockMode.UPGRADE_NO_WAIT.(PS:在JPA中，對(duì)應(yīng)的鎖模式是LockModeType.Read，這與Hibernate是不一樣的呵呵)
假如我們系統(tǒng)中有一個(gè)Account的類，那么具體的操作可以像這樣：

這樣以來(lái)當(dāng)加載對(duì)象時(shí)，hibernate內(nèi)部會(huì)生成相應(yīng)的select for update語(yǔ)句來(lái)加載對(duì)象，從而鎖定對(duì)應(yīng)的記錄，避免其它事務(wù)并發(fā)更新。

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