在并發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)操作領(lǐng)域，處理數(shù)據(jù)完整性至關(guān)重要。 Spring Data 與 JPA（Java Persistence API）集成，提供樂(lè)觀和悲觀鎖定機(jī)制。

樂(lè)觀鎖： 樂(lè)觀鎖的基本思想是，認(rèn)為在大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)訪問(wèn)不會(huì)導(dǎo)致沖突。因此，樂(lè)觀鎖允許多個(gè)事務(wù)同時(shí)讀取和修改相同的數(shù)據(jù)，而不進(jìn)行顯式的鎖定。在提交事務(wù)之前，會(huì)檢查是

否有其他事務(wù)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改。如果沒(méi)有沖突，則提交成功；如果發(fā)現(xiàn)沖突，就需要回滾并重新嘗試。

樂(lè)觀鎖通常使用版本號(hào)或時(shí)間戳來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都會(huì)包含一個(gè)表示當(dāng)前版本的標(biāo)識(shí)符。在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將版本標(biāo)識(shí)符保存下來(lái)。在提交更新時(shí)，會(huì)檢查數(shù)據(jù)的當(dāng)前版本是否與保存的版本匹配。如果匹配，則更新成功；否則，表示數(shù)據(jù)已被其他事務(wù)修改，需要處理沖突。

樂(lè)觀鎖適用于讀操作頻率較高、寫(xiě)操作沖突較少的場(chǎng)景。它減少了鎖的使用，提高了并發(fā)性能，但需要處理沖突和重試的情況。

悲觀鎖： 悲觀鎖的基本思想是，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)期間假設(shè)會(huì)發(fā)生沖突，因此在訪問(wèn)數(shù)據(jù)之前就會(huì)對(duì)其進(jìn)行鎖定，阻止其他事務(wù)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

悲觀鎖使用排他鎖（Exclusive Lock）來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一個(gè)事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，它會(huì)請(qǐng)求排他鎖，并且其他事務(wù)無(wú)法獲取相同的鎖直到該事務(wù)釋放鎖。這樣可以確保在任何時(shí)候只有一個(gè)事務(wù)能夠修改數(shù)據(jù)，避免了沖突。

悲觀鎖適用于寫(xiě)操作頻率較高、寫(xiě)操作沖突較多的場(chǎng)景。它確保了數(shù)據(jù)的一致性和完整性，但可能降低并發(fā)性能，因?yàn)槠渌聞?wù)需要等待鎖的釋放。

選擇樂(lè)觀鎖還是悲觀鎖取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和并發(fā)控制需求。樂(lè)觀鎖適合讀多寫(xiě)少、沖突較少的情況，而悲觀鎖適合寫(xiě)多讀少、沖突較多的情況。

Spring Data JPA 樂(lè)觀鎖

@Data
@Entity
public class Product {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    @Version
    private int version;

    private String name;

    private double price;
}

public interface ProductRepository extends JpaRepository<Product, Long> {}

@Service
public class ProductService {
    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    public void updatePrice(Long id, double newPrice) {
        Product product = productRepository.findById(id).orElseThrow();
        product.setPrice(newPrice);
        productRepository.save(product);
    }
}

在上面的示例中，當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)嘗試更新同一產(chǎn)品的價(jià)格時(shí)，第一個(gè)線程將成功更新該產(chǎn)品。但第二個(gè)線程將失敗，因?yàn)榘姹静黄ヅ洌瑨伋鯫bjectOptimisticLockingFailureException。

updatePrice方法生成的 SQL如下：

SELECT id, name, price, version FROM product WHERE id = ?
UPDATE product SET name = ?, price = ?, version = ? WHERE id = ? AND version = ?

原理如下：

• 在Product實(shí)體的version字段添加@Version注解。
• 讀取操作（如findById）是非阻塞的，可以由多個(gè)線程并行完成。他們不檢查也不關(guān)心版本列。
• 寫(xiě)入操作（如save）將檢查版本列，以確保數(shù)據(jù)自讀取以來(lái)未發(fā)生更改。如果另一個(gè)線程同時(shí)更新了數(shù)據(jù)（因此增加了版本號(hào)），則保存操作將失敗并顯示 ObjectOptimisticLockingFailureException。

如果你想確保讀取操作是最新的或在讀取時(shí)阻止其他操作，則需要采用悲觀鎖定策略，例如 PESSIMISTIC_READ 或 PESSIMISTIC_WRITE。

Spring Data JPA 悲觀鎖

@Data
@Entity
public class Product {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;
    private double price;
}

public interface ProductRepository extends JpaRepository<Product, Long> {
    @Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    Optional<Product> findByIdLocked(Long id);
}

@Service
public class ProductService {
    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    @Transactional
    public void updatePrice(Long id, double newPrice) {
        Product product = productRepository
            .findByIdLocked(id)
            .orElseThrow(EntityNotFoundException::new);
        product.setPrice(newPrice);
    }
}

@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE) 注解確保在調(diào)用 findByIdLocked 時(shí)獲得寫(xiě)鎖。

此處，@Transactional 注釋在調(diào)用 updatePrice 時(shí)啟動(dòng)新事務(wù)。如果該方法成功完成，則事務(wù)提交，如果拋出異常，則回滾。

生成的SQL：

用鎖獲取：

SELECT id, name, price FROM product WHERE id = ? FOR UPDATE

updatePrice SQL如下：

UPDATE product SET name = ?, price = ? WHERE id = ?

悲觀鎖提供了一種通過(guò)在事務(wù)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間內(nèi)獲取鎖定來(lái)防止并發(fā)數(shù)據(jù)訪問(wèn)沖突的方法。此方法在高爭(zhēng)用場(chǎng)景中特別有用。然而，必須意識(shí)到死鎖的可能性以及對(duì)系統(tǒng)吞吐量的影響。正確的事務(wù)管理（如 @Transactional 所示）可確保操作的原子性。

結(jié)論：

在 Spring Data JPA 的事務(wù)管理和數(shù)據(jù)一致性方面，我們有兩種主要的鎖定策略可供使用：

• @Transactional+@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)：這種組合實(shí)現(xiàn)了悲觀鎖定方法。當(dāng)使用此配置執(zhí)行讀取操作時(shí)，應(yīng)用程序?qū)㈡i定數(shù)據(jù)庫(kù)中的特定行，以防止其他事務(wù)修改它，直到當(dāng)前事務(wù)完成。雖然這確保了嚴(yán)格的一致性并防止沖突，但在某些情況下，由于等待釋放鎖的時(shí)間可能會(huì)降低吞吐量。
• @Version：該注解采用樂(lè)觀鎖定策略。這里，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，不應(yīng)用鎖。相反，在嘗試更新時(shí)，Spring Data JPA 會(huì)檢查自上次讀取以來(lái)數(shù)據(jù)的版本是否已被另一個(gè)事務(wù)修改。如果發(fā)生此類修改，則會(huì)拋出 ObjectOptimisticLockingFailureException 。該策略假設(shè)沖突很少，并且大多數(shù)交易將在不受干擾的情況下進(jìn)行。

根據(jù)特定的用例和性能要求，開(kāi)發(fā)人員可以在悲觀鎖定和樂(lè)觀鎖定之間進(jìn)行選擇。每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)。該決定取決于并發(fā)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的預(yù)期頻率以及管理數(shù)據(jù)一致性所需的嚴(yán)格程度。