【Hibernate 9】悲观锁和乐观锁

一、锁的基本简介

1.1，为什么需要锁

首先，锁的概念产生，主要是为了解决并发性的问题。什么是并发性问题呢，比如：

Angel现在银行有个账号，里面有存款1000块。现在，Angel的账户，在两个地方分别执行操作。首先，Angel妈妈拿着主卡在四川给Angel账户存钱，读取出Angel的余额是1000块。其次，Angel拿着副卡在廊坊从账户里取钱，读取出angel 的余额是1000块。这时候，angel取了200块钱，余额变为1000-200=800块。可是angel妈妈执行存钱1000块操作，Angel余额变为1000+1000=2000（Angel妈妈最初读取出的余额为1000）这时候，Angel的余额就出现了问题，按照正常逻辑，账户余额为1000-200+1000=1800块。这个问题，就叫做更新丢失。Angel的账户，丢失了取款200的更新。为了解决这一个问题，我们需要引入锁的概念

1.2，悲观锁

悲观锁：通常是有数据库机制实现的，在整个过程中把数据锁住（查询），只要事务不释放（提交 / 回滚），那么任何用户都不能查看或修改。

正如上面的例子，Angel妈妈在四川，读取出了Angel的余额，那么angel的账户就被锁定了。angel就不能在廊坊对其账户进行操作，只有等到angel妈妈对这个账户的更新结束，也就是正常更新余额1000+1000=2000的业务结束，angel才能在廊坊执行取款操作。那么，悲观锁对外界的修改持保守态度，有效的保证了数据的一致性。但是，优点：它不适合多个用户并发访问。当一个锁住的资源不被释放掉的时候，这个资源永远不会被其他用户进行修改，容易造成无限期的等待，也就是等待超时。（想象一下，angel妈妈一直没有执行完存钱操作，angel取钱的道路该是多么的艰辛。。。或者说angel一直没有执行完取钱操作，angel妈妈的存钱道路该有多么心酸。。。）

那么，怎样能保证数据的一致性，又不会导致无期限的等待呢？

1.3，乐观锁

乐观锁，从本质上来说并不是一种锁，它大多数的使用是采用数据版本的方式（version）实现，一般在数据库中加入一个version字段，在读取数据的时候将version读取出来，在保存数据的时候判断version的值是否小于数据库中的version值，如果小于不予更新，否则给予更新。

如果运用乐观锁的实现机制去解决Angel的取款问题，则会发生什么呢？首先，angel妈妈在四川读出angel的余额1000，和其数据的版本号1；同时angel在廊坊也读取出了余额1000，和版本号1。这时候angel执行了取款操作200，更新余额为1000-200=800，同时将数据版本号更新为2。这时候angel妈妈执行存钱操作，而版本号1<2，所以不予以执行1000+1000=2000的更新操作。若是要存款，只能再次执行业务流程，这样，保证了数据的一致性。

1.4，Hibernate的加锁模式

A： LockMode.NONE ： 无锁机制。

B：LockMode.WRITE ： Hibernate 在 Insert 和 Update 记录的时候会自动获取。 

C：LockMode.READ ： Hibernate 在读取记录的时候会自动获取。

以上这三种锁机制一般由 Hibernate 内部使用，如 Hibernate 为了保证 Update过程中对象不会被外界修改，会在 save 方法实现中自动为目标对象加上 WRITE 锁。

D： LockMode.UPGRADE ：利用数据库的 for update 子句加锁。

E： LockMode. UPGRADE_NOWAIT ： Oracle 的特定实现，利用 Oracle 的 for update nowait 子句实现加锁。

二、实例分析Hibernate的锁机制

2.1，乐观锁

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;"><?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE hibernate-mapping PUBLIC
	"-//Hibernate/Hibernate Mapping DTD 3.0//EN"
	"http://hibernate.sourceforge.net/hibernate-mapping-3.0.dtd">
<hibernate-mapping>
	<class name="com.angel.hibernate.Inventory" table="t_inventory" <span style="color:#ff0000;">optimistic-lock="version"</span>>
		<id name="itemNo">
			<generator class="assigned"/>
		</id>
		<version name="version"/>
		<property name="itemName"/>
		<property name="quantity"/>
	</class>
</hibernate-mapping></span>

测试类：

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">package test.com.angel.hibernate;

import junit.framework.TestCase;

import org.hibernate.Session;

import com.angel.hibernate.HibernateUtils;
import com.angel.hibernate.Inventory;

public class OptimisticLockingTest extends TestCase {

	public void testLoad1() {
		Session session = null;
		try {
			session = HibernateUtils.getSession();
			session.beginTransaction();
			Inventory inv = (Inventory) session.load(Inventory.class, "1002");
			System.out.println("opt1-->itemNo=" + inv.getItemNo());
			System.out.println("opt1-->itemName=" + inv.getItemName());
			System.out.println("opt1-->version=" + inv.getVersion());
			System.out.println("opt1-->quantity=" + inv.getQuantity());

			inv.setQuantity(inv.getQuantity() - 200);

			session.getTransaction().commit();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			session.getTransaction().rollback();
		} finally {
			HibernateUtils.closeSession(session);
		}
	}

	public void testLoad2() {
		Session session = null;
		try {
			session = HibernateUtils.getSession();
			session.beginTransaction();
			Inventory inv = (Inventory) session.load(Inventory.class, "1002");
			System.out.println("opt2-->itemNo=" + inv.getItemNo());
			System.out.println("opt2-->itemName=" + inv.getItemName());
			System.out.println("opt2-->version=" + inv.getVersion());
			System.out.println("opt2-->quantity=" + inv.getQuantity());

			inv.setQuantity(inv.getQuantity() + 200);

			session.getTransaction().commit();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			session.getTransaction().rollback();
		} finally {
			HibernateUtils.closeSession(session);
		}
	}

}
</span>

当我们在方法1读取数据结束，但是未提交事务之前，紧接着执行方法2的时候，由于version字段的值被更改，所以会导致方法1执行不通过，从而保证了数据的一致性。

2.2，悲观锁

<span style="font-family:KaiTi_GB2312;font-size:18px;">package test.com.angel.hibernate;

import junit.framework.TestCase;

import org.hibernate.LockMode;
import org.hibernate.Session;

import com.angel.hibernate.HibernateUtils;
import com.angel.hibernate.Inventory;

public class OptimisticLockingTest extends TestCase {

	public void testLoad1() {
		Session session = null;
		try {
			session = HibernateUtils.getSession();
			session.beginTransaction();
			Inventory inv = (Inventory) session.load(Inventory.class, "1002",LockMode.UPGRADE);
			System.out.println("opt1-->itemNo=" + inv.getItemNo());
			System.out.println("opt1-->itemName=" + inv.getItemName());
			System.out.println("opt1-->version=" + inv.getVersion());
			System.out.println("opt1-->quantity=" + inv.getQuantity());

			inv.setQuantity(inv.getQuantity() - 200);

			session.getTransaction().commit();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			session.getTransaction().rollback();
		} finally {
			HibernateUtils.closeSession(session);
		}
	}

	public void testLoad2() {
		Session session = null;
		try {
			session = HibernateUtils.getSession();
			session.beginTransaction();
			Inventory inv = (Inventory) session.load(Inventory.class, "1002",LockMode.UPGRADE);
			System.out.println("opt2-->itemNo=" + inv.getItemNo());
			System.out.println("opt2-->itemName=" + inv.getItemName());
			System.out.println("opt2-->version=" + inv.getVersion());
			System.out.println("opt2-->quantity=" + inv.getQuantity());

			inv.setQuantity(inv.getQuantity() + 200);

			session.getTransaction().commit();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			session.getTransaction().rollback();
		} finally {
			HibernateUtils.closeSession(session);
		}
	}

}
</span>

当我们在方法1读取数据结束，但是未提交事务之前，紧接着执行方法2的时候，由于添加悲观锁的缘故，方法2无法执行，只有当方法1进行了提交，方法2才能继续执行。

三、总结

加锁可以有效的解决并发问题，但是，这也得根据应用程序的具体情况而定。如果开发 的应用程序都是单人操作，那么根本就不必引入锁的概念。在这里，顺便总结一下数据中锁的基本分类：

共享 (S) 用于不更改或不更新数据的操作（只读操作），如 SELECT 语句。 

更新 (U) 用于可更新的资源中。防止当多个会话在读取、锁定以及随后可能进行的资源更新时发生常见形式的死锁。 

排它 (X) 用于数据修改操作，例如 INSERT、UPDATE 或 DELETE。确保不会同时同一资源进行多重更新。