防止使用春季休眠的数据库事务中的更新丢失

深藏阁楼爱情的钟 2023-09-25 12:41 25阅读 0赞

### 什么是丢失更新？ ###

当两个并发事务同时更新相同的数据库记录/列时，导致第一个更新被第二个事务以静默方式覆盖。数据库中的这种现象被称为经典的更新丢失问题。以下是丢失更新时的事件顺序-

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典型丢失更新方案的事件序列

JIRA的空中碰撞

当两个人尝试更新 JIRA 中的相同 Bug 时，会发生空中碰撞，JIRA 会优雅地处理它。JIRA的程序员知道如何防止丢失更新！

处理此场景的方法主要有两种：

1.  乐观锁定
2.  悲观锁定

我们将通过适当的示例一一讨论这两种方法，

### 乐观锁定方法 ###

所有用户/线程都可以同时读取数据，但是当多个线程尝试同时更新数据时，第一个线程将获胜，而所有其他线程将因 OptimisticLockException 而失败，他们必须再次尝试执行更新。因此，即使在并发使用的情况下，也不会静默丢失任何更新。

它是如何工作的？

数据库中的每条记录都维护一个版本号。当第一个事务从数据库读取记录时，它也会收到版本。修改后，服务器将记录的版本号与数据库中的版本号进行比较，如果未更改，则使用递增的版本号写入记录。

然后，第二笔交易将以相同的记录编号进入（即两个客户端都在更新该记录）。这一次，服务器将识别出数据库中的版本号在第一次事务中已更改，并拒绝更新。

JPA 乐观锁定允许任何人读取和更新实体，但是在提交时会进行版本检查，如果自上次读取实体以来在数据库中更新了版本，则会引发异常。

#### 如何在 JPA 中启用乐观锁定？ ####

要在 JPA 中为实体启用乐观锁定，只需对属性进行批注，如下面的代码示例所示`@Version`

使用长属性进行版本控制（首选方法）

@Entity
    @Table (name="t_flight")
    public class Flight {
        @ID
        @GeneratedValue (strategy=GenerationType.AUTO)
        private int id;
    
        @Version                         
        private long version;
    ...
    }

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><span style="color:rgba(0,0,0,.8);"><span style="color:rgba(0,0,0,.8);">只需两行代码即可在 JPA 中启用乐观锁定。</span></span></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

请务必注意，只有短、整型、长和时间戳字段才能使用 @Version 属性进行批注。

时间戳是一种不如版本号可靠的乐观锁定方式，但应用程序也可以将其用于其他目的。

使用时间戳进行乐观锁定（不应首选）

@Entity
    @Table ( name  =  "t_flight" )
    public class Flight implements Serializable {
    ...
        @Version
        public Date getLastUpdate() { ... }
    }

#### 引擎盖下 ####

在后台，JPA 将在每次成功提交时递增 Version 属性。

这会导致 SQL 如下所示（请注意，JPA 处理所有内容，其显示仅用于说明目的）：

UPDATE Flight SET ..., version = version + 1 WHERE id = ? AND version = readVersion

#### 乐观方法的利弊 ####

1.  乐观锁定的优点是没有数据库锁，这可以提供更好的可伸缩性。
2.  缺点是用户或应用程序必须刷新并重试失败的更新。

### 悲观锁定方法 ###

使用悲观锁定时，hibernate 会锁定记录供您独占使用，直到您提交事务。这通常是在数据库级别使用语句实现的。在这种情况下，任何其他尝试更新/访问同一记录的事务都将被阻止，直到第一个事务释放锁。`SELECT … FOR UPDATE`

此策略以性能为代价提供更好的可预测性，并且扩展性不大。在内部，它的行为类似于所有线程（读取和写入）对单个记录的顺序访问，这就是可扩展性是一个问题的原因。

通常，如果只是在事务级别（可序列化）指定适当的隔离级别，数据库将自动为您处理它。Hibernate为您提供了在新事务开始时获得独占悲观锁的选项。以下锁定模式可用于在休眠会话中获取悲观锁定。

锁定模式升级

使用支持该语法的数据库根据显式用户请求获取。`SELECT … FOR UPDATE`

LockMode.UPGRADE\_NOWAIT

根据明确的用户请求使用 ain Oracle 获取。`SELECT … FOR UPDATE NOWAIT`

请注意，使用上述 UPGRADE 模式，您希望修改加载的对象，并且在提交事务之前不希望任何其他线程在您在此过程中更改它。

#### 如何在 Spring Data JPA & Hibernate 中启用悲观锁定 ####

使用 Spring 数据 JPA 的悲观锁定示例

interface Flight extends Repository<Flight, Long> {
    
      @Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)         
      Flight findOne(Long id);
    }

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td><span style="color:rgba(0,0,0,.8);"><span style="color:rgba(0,0,0,.8);">从 Spring Data JPA 的 1.6 版开始，CRUD 方法支持@Lock，一旦您提交事务，锁就会自动释放。</span></span></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用 Spring & Hibernate 的悲观锁定

tx.begin();
    Flight w = em.find(Flight.class, 1L, LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE);
    w.decrementBy(4);
    em.flush();
    tx.commit();

#### 事务隔离级别和锁定模式有什么区别？ ####

隔离级别会影响您看到的内容。 锁定模式会影响允许您执行的操作。

#### 为什么不在 Java 级别而不是数据库/休眠级别处理并发？ ####

当我们使用支持事务的数据库时，并发管理必须远离Java代码，而应该由数据库事务隔离级别和锁定策略来处理。造成这种情况的主要原因是——

1.  它使我们的代码更简单，在数据库级别处理并发更容易。
2.  如果在 JVM 级别管理并发性，则应用程序在移动到多个分布式 JVM 时将中断，因此解决方案将永远无法扩展。另一方面，数据库是单点入口，即使多个 JVM 正在调用并行请求，也可以处理并发。
3.  即使您只有单个 JVM 设置，与您自己的手工编织同步 Java 代码相比，乐观锁定也可能产生更高的性能。

### 引用 ###

1.  [休眠指南][Link 1]
2.  [DZone JPA 2 并发和锁定][DZone JPA 2]
3.  [弗拉德米哈尔恰数据库锁定和丢失更新的初学者指南][Link 2]

[c6bd8a5f66e500e182cdd7e159c1df99.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c6bd8a5f66e500e182cdd7e159c1df99.png
[Link 1]: https://docs.jboss.org/hibernate/orm/4.0/devguide/en-US/html/ch05.html
[DZone JPA 2]: https://dzone.com/articles/jpa-20-concurrency-and-locking
[Link 2]: https://vladmihalcea.com/2014/09/14/a-beginners-guide-to-database-locking-and-the-lost-update-phenomena