Hibernate锁机制 悲观锁和乐观锁
johnnylzb 2011-01-02
Hibernate锁机制悲观锁和乐观锁
文章分类:Java编程
今天就是元旦了，闲着没事，写点东西发上来！
1、PessimisticLocking悲观锁；
pessimistic[,pesi'mistik]adj.悲观的，厌世的；悲观主义的
2、OptimisticLocking乐观锁；
optimistic[,ɔpti'mistik]adj.乐观的；乐观主义的
一、
hibernate锁机制
1.悲观锁
它指的是对数据被外界修改持保守态度。假定任何时刻存取数据时，都可能有另一个客户也正在存取同一笔数据，为了保持数据被操作的一致性，于是对数据采取了数据库层次的锁定状态，依靠数据库提供的锁机制来实现。
基于jdbc实现的数据库加锁如下：
select*fromaccountwherename="Erica"forupdate
在更新的过程中，数据库处于加锁状态，任何其他的针对本条数据的操作都将被延迟。本次事务提交后解锁。
而hibernate悲观锁的具体实现如下：
Stringsql="查询语句";
Queryquery=session.createQuery(sql);
query.setLockMode("对象"，LockModel.UPGRADE);
说到这里，就提到了hibernate的加锁模式：
LockMode.NONE：无锁机制。
LockMode.WRITE：Hibernate在Insert和Update记录的时候会自动获取。
LockMode.READ：Hibernate在读取记录的时候会自动获取。
这三种加锁模式是供hibernate内部使用的，与数据库加锁无关：
LockMode.UPGRADE：利用数据库的forupdate字句加锁。
在这里我们要注意的是：只有在查询开始之前（也就是hiernate生成sql语句之前）加锁，才会真正通过数据库的锁机制加锁处理。否则，数据已经通过不包含forupdata子句的sql语句加载进来，所谓的数据库加锁也就无从谈起。
但是，从系统的性能上来考虑，对于单机或小系统而言，这并不成问题，然而如果是在网络上的系统，同时间会有许多联机，假设有数以百计或上千甚至更多的并发访问出现，我们该怎么办？如果等到数据库解锁我们再进行下面的操作，我们浪费的资源是多少？--这也就导致了乐观锁的产生。
2.乐观锁
乐观锁定（optimisticlocking）则乐观的认为资料的存取很少发生同时存取的问题，因而不作数据库层次上的锁定，为了维护正确的数据，乐观锁定采用应用程序上的逻辑实现版本控制的方法。
例如若有两个客户端，A客户先读取了账户余额100元，之后B客户也读取了账户余额100元的数据，A客户提取了50元，对数据库作了变更，此时数据库中的余额为50元，B客户也要提取30元，根据其所取得的资料，100-30将为70余额，若此时再对数据库进行变更，最后的余额就会不正确。
在不实行悲观锁定策略的情况下，数据不一致的情况一但发生，有几个解决的方法，一种是先更新为主，一种是后更新的为主，比较复杂的就是检查发生变动的数据来实现，或是检查所有属性来实现乐观锁定。
Hibernate中透过版本号检查来实现后更新为主，这也是Hibernate所推荐的方式，在数据库中加入一个VERSON栏记录，在读取数据时连同版本号一同读取，并在更新数据时递增版本号，然后比对版本号与数据库中的版本号，如果大于数据库中的版本号则予以更新，否则就回报错误。
以刚才的例子，A客户读取账户余额1000元，并连带读取版本号为5的话，B客户此时也读取账号余额1000元，版本号也为5，A客户在领款后账户余额为500，此时将版本号加1，版本号目前为6，而数据库中版本号为5，所以予以更新，更新数据库后，数据库此时余额为500，版本号为6，B客户领款后要变更数据库，其版本号为5，但是数据库的版本号为6，此时不予更新，B客户数据重新读取数据库中新的数据并重新进行业务流程才变更数据库。
以Hibernate实现版本号控制锁定的话，我们的对象中增加一个version属性，例如：
viewplaincopytoclipboardprint?
publicclassAccount{
privateintversion;
....
publicvoidsetVersion(intversion){
this.version=version;
}
publicintgetVersion(){
returnversion;
}
....
}
publicclassAccount{
privateintversion;
....
publicvoidsetVersion(intversion){
this.version=version;
}
publicintgetVersion(){
returnversion;
}
....
}
而在映像文件中，我们使用optimistic-lock属性设定version控制，<id>属性栏之后增加一个<version>标签，如下：
viewplaincopytoclipboardprint?
<hibernate-mapping>
<classname="onlyfun.caterpillar.Account"talble="ACCOUNT"
optimistic-lock="version">
<id...../>
<versionname="version"column="VERSION"/>
....
</class>
</hibernate-mapping>
<hibernate-mapping>
<classname="onlyfun.caterpillar.Account"talble="ACCOUNT"
optimistic-lock="version">
<id...../>
<versionname="version"column="VERSION"/>
....
</class>
</hibernate-mapping>
设定好版本控制之后，在上例中如果B客户试图更新数据，将会引发StableObjectStateException例外，我们可以捕捉这个例外，在处理中重新读取数据库中的数据，同时将B客户目前的数据与数据库中的数据秀出来，让B客户有机会比对不一致的数据，以决定要变更的部份，或者您可以设计程式自动读取新的资料，并重复扣款业务流程，直到数据可以更新为止，这一切可以在背景执行，而不用让您的客户知道。
但是乐观锁也有不能解决的问题存在：上面已经提到过乐观锁机制的实现往往基于系统中的数据存储逻辑，在我们的系统中实现，来自外部系统的用户余额更新不受我们系统的控制，有可能造成非法数据被更新至数据库。因此我们在做电子商务的时候，一定要小心的注意这项存在的问题，采用比较合理的逻辑验证，避免数据执行错误。
也可以在使用Session的load()或是lock()时指定锁定模式以进行锁定。
如果数据库不支持所指定的锁定模式，Hibernate会选择一个合适的锁定替换，而不是丢出一个例外。
二、
乐观锁（OptimisticLocking）
相对悲观锁而言，乐观锁机制采取了更加宽松的加锁机制。悲观锁大多数情况下依靠数据库的锁机制实现，以保证操作最大程度的独占性。但随之而来的就是数据库性能的大量开销，特别是对长事务而言，这样的开销往往无法承受。如一个金融系统，当某个操作员读取用户的数据，并在读出的用户数据的基础上进行修改时（如更改用户帐户余额），如果采用悲观锁机制，也就意味着整个操作过程中（从操作员读出数据、开始修改直至提交修改结果的全过程，甚至还包括操作员中途去煮咖啡的时间），数据库记录始终处于加锁状态，可以想见，如果面对几百上千个并发，这样的情况将导致怎样的后果。
乐观锁机制在一定程度上解决了这个问题。乐观锁，大多是基于数据版本（Version）记录机制实现。何谓数据版本？即为数据增加一个版本标识，在基于数据库表的版本解决方案，一般是通过为数据库表增加一个“version”字段来实现。读取出数据时，将此版本号一同读出，之后更新时，对此版本号加一。此时，将提交数据的版本数据与数据库表对应记录的当前版本信息进行比对，如果提交的数据版本号大于数据库表当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据。
对于上面修改用户帐户信息的例子而言，假设数据库中帐户信息表中有一个version字段，当前值为1；而当前帐户余额字段（balance）为$100。
1.操作员A此时将其读出（version=1），并从其帐户余额中扣除$50（$100-$50）。
2.在操作员A操作的过程中，操作员B也读入此用户信息（version=1），并从其帐户余额中扣除$20（$100-$20）。
3.操作员A完成了修改工作，将数据版本号加一（version=2），连同帐户扣除后余额（balance=$50），提交至数据库更新，此时由于提交数据版本大于数据库记录当前版本，数据被更新，数据库记录version更新为2。
4.操作员B完成了操作，也将版本号加一（version=2）试图向数据库提交数
据（balance=$80），但此时比对数据库记录版本时发现，操作员B提交的数据版本号为2，数据库记录当前版本也为2，不满足“提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新“的乐观锁策略，因此，操作员B的提交被驳回。这样，就避免了操作员B用基于version=1的旧数据修改的结果覆盖操作员A的操作结果的可能。
从上面的例子可以看出，乐观锁机制避免了长事务中的数据库加锁开销（操作员A和操作员B操作过程中，都没有对数据库数据加锁），大大提升了大并发量下的系统整体性能表现。需要注意的是，乐观锁机制往往基于系统中的数据存储逻辑，因此也具备一定的局限性，如在上例中，由于乐观锁机制是在我们的系统中实现，来自外部系统的用户余额更新操作不受我们系统的控制，因此可能会造成脏数据被更新到数据库中。在系统设计阶段，我们应该充分考虑到这些情况出现的可能性，并进行相应调整（如将乐观锁策略在数据库存储过程中实现，对外只开放基于此存储过程的数据更新途径，而不是将数据库表直接对外公开）。Hibernate在其数据访问引擎中内置了乐观锁实现。如果不用考虑外部系统对数据库的更新操作，利用Hibernate提供的透明化乐观锁实现，将大大提升我们的生产力。
Hibernate中可以通过class描述符的optimistic-lock属性结合version
描述符指定。
现在，我们为示例中的TUser加上乐观锁机制。
1．首先为TUser的class描述符添加optimistic-lock属性：
viewplaincopytoclipboardprint?<hibernate-mapping><classname="org.hibernate.sample.TUser"table="t_user"dynamic-update="true"dynamic-insert="true"optimistic-lock="version"></class></hibernate-mapping>……<hibernate-mapping>
<classname="org.hibernate.sample.TUser"
table="t_user"
dynamic-update="true"
dynamic-insert="true"
optimistic-lock="version">
</class>
</hibernate-mapping>
……
optimistic-lock属性有如下可选取值：
none无乐观锁
version通过版本机制实现乐观锁
dirty通过检查发生变动过的属性实现乐观锁
all通过检查所有属性实现乐观锁
其中通过version实现的乐观锁机制是Hibernate官方推荐的乐观锁实现，同时也是Hibernate中，目前唯一在数据对象脱离Session发生修改的情况下依然有效的锁机制。因此，一般情况下，我们都选择version方式作为Hibernate乐观锁实现机制。
2．添加一个Version属性描述符
+expandsourceviewplaincopytoclipboardprint?
<hibernate-mapping>
<classname="org.hibernate.sample.TUser"
table="t_user"
dynamic-update="true"
dynamic-insert="true"
optimistic-lock="version">
<idname="id"column="id"type="java.lang.Integer">
<generatorclass="native"></generator>
</id>
<versioncolumn="version"name="version"type="java.lang.Integer"/>
</class>
</hibernate-mapping>
……
<hibernate-mapping>
<classname="org.hibernate.sample.TUser"
table="t_user"
dynamic-update="true"
dynamic-insert="true"
optimistic-lock="version">
<idname="id"column="id"type="java.lang.Integer">
<generatorclass="native"></generator>
</id>
<versioncolumn="version"name="version"type="java.lang.Integer"/>
</class>
</hibernate-mapping>
……
注意version节点必须出现在ID节点之后。这里我们声明了一个version属性，用于存放用户的版本信息，保存在TUser表的version字段中。
此时如果我们尝试编写一段代码，更新TUser表中记录数据，如：
viewplaincopytoclipboardprint?
Criteriacriteria=session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
ListuserList=criteria.list();
TUseruser=(TUser)userList.get(0);
Transactiontx=session.beginTransaction();
user.setUserType(1);//更新UserType字段
tx.commit();
Criteriacriteria=session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
ListuserList=criteria.list();
TUseruser=(TUser)userList.get(0);
Transactiontx=session.beginTransaction();
user.setUserType(1);//更新UserType字段
tx.commit();
每次对TUser进行更新的时候，我们可以发现，数据库中的version都在递增。而如果我们尝试在tx.commit之前，启动另外一个Session，对名为Erica的用户进行操作，以模拟并发更新时的情形：
viewplaincopytoclipboardprint?
Sessionsession=getSession();
Criteriacriteria=session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
Sessionsession2=getSession();
Criteriacriteria2=session2.createCriteria(TUser.class);
criteria2.add(Expression.eq("name","Erica"));
ListuserList=criteria.list();
ListuserList2=criteria2.list();
TUseruser=(TUser)userList.get(0);
TUseruser2=(TUser)userList2.get(0);
Transactiontx=session.beginTransaction();
Transactiontx2=session2.beginTransaction();
user2.setUserType(99);
tx2.commit();
user.setUserType(1);
tx.commit();
Sessionsession=getSession();
Criteriacriteria=session.createCriteria(TUser.class);
criteria.add(Expression.eq("name","Erica"));
Sessionsession2=getSession();
Criteriacriteria2=session2.createCriteria(TUser.class);
criteria2.add(Expression.eq("name","Erica"));
ListuserList=criteria.list();
ListuserList2=criteria2.list();
TUseruser=(TUser)userList.get(0);
TUseruser2=(TUser)userList2.get(0);
Transactiontx=session.beginTransaction();
Transactiontx2=session2.beginTransaction();
user2.setUserType(99);
tx2.commit();
user.setUserType(1);
tx.commit();
执行以上代码，代码将在tx.commit()处抛出StaleObjectStateException异
常，并指出版本检查失败，当前事务正在试图提交一个过期数据。通过捕捉这个异常，我
们就可以在乐观锁校验失败时进行相应处理。
