1. 乐观锁和悲观锁两种并发控制方案
数据库管理系统(DBMS)中的并发控制的任务是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时不破坏事务的隔离性和统一性以及数据库的统一性。
乐观并发控制(乐观锁)和悲观并发控制(悲观锁)是并发控制主要采用的技术手段。
不要把他们和数据中提供的锁机制(行锁、表锁、排他锁、共享锁)混为一谈。其实,在DBMS中,悲观锁正是利用数据库本身提供的锁机制来实现的。
1.1 悲观锁
- 如何理解悲观锁
它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务,以及来自外部系统的事务处理)修改持保守态度(悲观),因此,在整个数据处理过程中,将数据处于锁定状态。
在对任意记录进行修改前,先尝试为该记录加上排他锁(exclusive locking)。
如果加锁失败,说明该记录正在被修改,那么当前查询可能要等待或者抛出异常。 具体响应方式由开发者根据实际需要决定。
如果成功加锁,那么就可以对记录做修改,事务完成后就会解锁了。
其间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作,都会等待我们解锁或直接抛出异常。 - 优点与不足
悲观锁的优点:方便,直接加锁,对应用程序来说透明,不需要额外的操作;
悲观锁的缺点:并发能力很低,同一时间只能有一条线程操作数据。
1.2 乐观锁
- 如何理解乐观锁
它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响,各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。在提交数据更新之前,每个事务会先检查在该事务读取数据后,有没有其他事务又修改了该数据。如果其他事务有更新的话,正在提交的事务会进行回滚。 - 与悲观锁区别
相对于悲观锁,在对数据库进行处理的时候,乐观锁并不会使用数据库提供的锁机制。一般的实现乐观锁的方式就是记录数据版本。
数据版本 是为数据增加的一个版本标识。当读取数据时,将版本标识的值一同读出,数据每更新一次,同时对版本标识进行更新。当我们提交更新的时候,判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的版本标识进行比对,如果数据库表当前版本号与第一次取出来的版本标识值相等,则予以更新,否则认为是过期数据。
实现数据版本有两种方式,第一种是使用版本号,第二种是使用时间戳。 - 优点与不足
乐观锁的优点:并发能力很高,不给数据加锁,可以进行大量线程并发操作;
乐观锁的缺点:麻烦,每次更新的时候都要先比对版本号,然后可能需要重新加载数据,再次修改,在写;这个过程可能要重复好几次。
2. Elasticsearch内部如何基于_version进行乐观锁并发控制
2.1 _version元数据
PUT /test_index/test_type/6
{
"test_field": "test test"
}
{
"_index": "test_index",
"_type": "test_type",
"_id": "6",
"_version": 1,
"result": "created",
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 1,
"failed": 0
},
"created": true
}
第一次创建一个document的时候,它的_version内部版本号就是1;以后,每次对这个document执行修改或者删除操作,都会对这个_version版本号自动加1;哪怕是删除,也会对这条数据的版本号加1
{
"found": true,
"_index": "test_index",
"_type": "test_type",
"_id": "6",
"_version": 4,
"result": "deleted",
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 1,
"failed": 0
}
}
我们会发现,在删除一个document之后,可以从一个侧面证明,它不是立即物理删除掉的,因为它的一些版本号等信息还是保留着的。先删除一条document,再重新创建这条document,其实会在delete version基础之上,再把version号加1.
elasticsearch内部的多线程异步并发修改时是基于自己的_version版本号进行乐观锁并发控制的
2.2 基于external version进行乐观锁并发控制
es提供了一个feature,就是说,你可以不用它提供的内部_version版本号来进行并发控制,可以基于你自己维护的一个版本号来进行并发控制。举个列子,假如你的数据在mysql里也有一份,然后你的应用系统本身就维护了一个版本号,不管是什么自己生成的还是程序控制的。这个时候,你进行乐观锁并发控制的时候,可能并不是想要用es内部的_version来进行控制,而是用你自己维护的那个version来进行控制。
......?version=1
......?version=1&version_type=external
version_type=external唯一的区别在于:_version,只有当你提供的version与es中的_version一模一样的时候,才可以进行修改,只要不一样,就报错;当version_type=external的时候,只有当你提供的version比es中的_version大的时候,才能完成修改。
es,_version=1,?version=1,才能更新成功
es,_version=1,?version>1&version_type=external,才能成功,比如说
?version=2&version_type=external