EF Core并发控制

EF Core并发控制

并发控制概念

1. 并发控制：避免多个用户同时操作资源造成的并发冲突问题。
2. 最好的解决方案：非数据库解决方案
3. 数据库层面的两种策略：悲观、乐观

悲观锁

悲观并发控制一般采用行锁 ，表锁等排他锁对资源进行锁定，确保同时只有一个使用者操作被锁定的资源。

EF Core没有封装悲观并发控制的使用，需要开发人员编写原生SQL语句来使用悲观并发控制。不同数据库语法不一样。

MySQL方案：select * from T_Houses where Id = 1 for update

如果有其他查询操作也使用for update来查询Id=1的这条数据的话，那些查询就会被挂起，一直到针对这条数据的更新操作完成从而释放这个行锁，代码才会继续执行。

代码实现

根据数据库安装对应Nuget包，Mysql如下：

也可以使用官方的，没什么影响

Pemelo.EntityFrameworkCore.MySql

House类

class House
{
	public long Id { get; set; }
	public string Name {get;set;}
	public string Owner {get;set;}
}

HouseConfig类

public class HouseConfig:IEntityTypeConfiguration<House>
{
    public void Configure(EntityTypeBuilder<House> builder)
    {
        builder.ToTable("T_Houses");
        builder.Property(b => b.Name).IsRequired();
    }
}

DbContext类

public class MyDbContext:DbContext
{
     public DbSet<House> Houses { get; set; }
    protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
    {
        base.OnModelCreating(modelBuilder);
        modelBuilder.ApplyConfigurationsFromAssembly(this.GetType().Assembly);
    }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        base.OnConfiguring(optionsBuilder);
        var connString = "server=localhost;user=root;password=root;database=ef1";
        var serverVersion = new MySqlServerVersion(new Version(5, 7, 35));
        optionsBuilder.UseMySql(connString, serverVersion);
    }
}

迁移数据库

然后执行数据库迁移

安装Nuget：Microsoft.EntityFrameworkCore.Design,Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools

• Add-Migration Init
• Update-database

随便给数据库添加几条信息

没有悲观版本

    public static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("请输入您的名字");
        string name = Console.ReadLine();
        using (MyDbContext db = new MyDbContext())
        {
            var h = db.Houses.Single(h => h.Id == 1);
            if (!string.IsNullOrEmpty(h.Owner))
            {
                if (h.Owner == name)
                {
                    Console.WriteLine("房子已经被你抢到了");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine($"房子已经被【{h.Owner}】占了");
                }
                return;
            }
            h.Owner = name;
            Thread.Sleep(10000);
            Console.WriteLine("恭喜你，抢到了");
            db.SaveChanges();
            Console.ReadLine();
        }
    }

可以看到实际上是jack抢到了，但是tom也打印了抢到！

有悲观锁的版本

锁和事务是相关的，因此通过BeginTransactionAsync()创建一个事务，并且在所有操作完成后调用CommitAsync()提交事务

Console.WriteLine("请输入您的名字");
string name = Console.ReadLine();
using MyDbContext db = new MyDbContext();
using (var tx = db.Database.BeginTransaction())
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now}准备select from update");
    //加锁
    var h = db.Houses.FromSqlInterpolated($"select * from T_houses where Id = 1 for update").Single();
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now}完成select from update");
    if (!string.IsNullOrEmpty(h.Owner))
    {
        if (h.Owner == name)
        {
            Console.WriteLine("房子已经被你抢到了");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine($"房子已经被【{h.Owner}】占了");
        }
        Console.ReadKey();
        return;
    }
    h.Owner = name;
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("恭喜你，抢到了");
    db.SaveChanges();
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now}保存完成");
    //提交事务
    tx.Commit();
    Console.ReadKey();
}

可以看到tom 在27:58秒的时候完成了锁，所以程序提交的时候是tom抢到了，而不是jack，当执行SaveChanges()之前，行的锁会一直存在，直到Commit()事务提交之后才会释放锁，这时jack才会完成锁。

问题

1. 悲观并发控制的使用比较简单。
2. 锁是独占、排他的，如果系统并发量很大的话，会严重影响性能，如果使用不当的话，甚至会导致死锁。
3. 不同数据库的语法不一样。

乐观锁

原理

Update T_House set Owner = 新值 where Id = 1 and Owner = 旧值

当Update的时候，如果数据库中的Owner值已经被其他操作更新为其他值了，那么where语句的值就会为false，因此这个Update语句影响的行数就是0，EF Core就知道发生并发冲突了，因此SaveChanges()方法就会抛出DbUpdateConcurrencyException异常。

EF Core配置

1. 把被并发修改的属性使用IsConcurrencyToken()设置为并发令牌，

2. public class HouseConfig:IEntityTypeConfiguration<House>
   {
       public void Configure(EntityTypeBuilder<House> builder)
       {
           builder.ToTable("T_Houses");
           builder.Property(b => b.Name).IsRequired();
           builder.Property(h => h.Owner).IsConcurrencyToken(); //这里设置列
       }
   }
   

3. Console.WriteLine("请输入您的名字");
   string name = Console.ReadLine();
   using (MyDbContext db = new MyDbContext())
   {
       var h = db.Houses.Single(h => h.Id == 1);
       if (!string.IsNullOrEmpty(h.Owner))
       {
           if (h.Owner == name)
           {
               Console.WriteLine("房子已经被你抢到了");
           }
           else
           {
               Console.WriteLine($"房子已经被【{h.Owner}】占了");
           }
   
           Console.ReadKey();
           return;
       }
       h.Owner = name;
       Thread.Sleep(5000);
       try
       {
           db.SaveChanges();
       }
       catch (DbUpdateConcurrencyException ex)
       {
           Console.WriteLine("并发访问冲突");
           var entry1 = ex.Entries.First();
           string newValue = entry1.GetDatabaseValues().GetValue<string>("Owner");
           Console.WriteLine($"被{newValue}抢先了");
       }
       Console.ReadLine();
   }
   

效果截图

EF 生成的sql语句

多字段RowVersion

1. SQLServer数据库可以用一个byte[]类型的属性做并发令牌属性，然后使用IsRowVersion()把这个属性设置为RowVersion类型，这样这个属性对应的数据库列就会被设置为ROWVERSION类型。对于这个类型的列，在每次插入或更新行时，数据库会自动为这一行的ROWVERSION类型的列其生成新值。
2. 在SQLServer中，timestamp和rowversion是同一种类型的不同别名而已。

注意这里换成SQLServer数据库了！

实体类及配置

public class House
{
    public long Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string? Owner {get;set;}
    public byte[]? RowVer{get;set;}
}

//builder.Property(h => h.Owner).IsConcurrencyToken(); //删除掉
builder.Property(h=>h.RowVer).IsRowVersion();

效果截图

概念

1. 在MySQL（某些版本）等数据库中虽然也有类似的timestamp类型，但是由于timestamp类型的精度不够，并不适合在高并发的系统。
2. 非SQLServer中，可以将并发令牌列的值更新为Guid的值
3. 修改其他属性值的同时，使用h1.Rowver = Guid.NewGuid()手动更新并发令牌属性的值。

总结

1. 乐观并发控制能够避免悲观锁带来的性能、死锁等问题，因此推荐使用乐观并发控制而不是悲观锁。
2. 如果有一个确定的字段要被进行并发控制，那么使用IsConcurrencyToken()把这个字段设置为并发令牌即可。
3. 如果无法确定一个唯一的并发令牌列，那么就可以引入一个额外的属性设置为并发令牌，并且在每次更新数据的时候，手动更新这一列的值。如果用的是SQLServer数据库，那么也可以采用RowVersion列，这样就不用开发者手动来在每次更新数据的时候，手动更新并发令牌的值了。

参考链接

• NuGet Gallery | Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql 7.0.0 (https://www.nuget.org/packages/Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql
• 【.NET 6教程，.Net Core 2022视频教程，杨中科主讲】 https://www.bilibili.com/video/BV1pK41137He/?p=89&share_source=copy_web&vd_source=fce337a51d11a67781404c67ec0b5084

每日一道面试题

1. 什么是装箱和拆箱?

   答:从值类型接口转换到引用类型装箱。从引用类型转换到值类型拆箱。

2. 抽象类和接口的相同点和不同点有哪些？何时必须声明一个类为抽象类？

   相同点：

   1. 都是用来实现抽象和多态的机制。
   2. 都不能被实例化，只能被继承或实现。
   3. 都可以包含抽象方法，即没有具体实现的方法。
   4. 都可以被子类继承或实现，并在子类中实现抽象方法。

   不同点：

   1. 抽象类可以包含非抽象方法，而接口只能包含抽象方法。
   2. 类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。
   3. 抽象类的子类可以选择性地覆盖父类的方法，而接口的实现类必须实现接口中定义的所有方法。
   4. 抽象类可以有构造方法，而接口不能有构造方法。、

   一个类必须声明为抽象类的情况：

   1. 当类中存在一个或多个抽象方法时，类必须声明为抽象类。
   2. 当类需要被继承，但不能被实例化时，类必须声明为抽象类。
   3. 当类中的某些方法需要在子类中实现，而其他方法已经有了具体实现时，类可以声明为抽象类。

   总结：抽象类和接口都是实现抽象和多态的机制，但抽象类更适合用于一些具有公共实现的类，而接口更适合用于定义一组相关的方法，供多个类实现。抽象类可以包含非抽象方法和构造方法，而接口只能包含抽象方法。