悲观锁与乐观锁区别及使用场景

悲观锁(Pessimistic Locking)和乐观锁(Optimistic Locking)是两种处理并发控制的策略,每种策略都有其特定的应用场景和优缺点。它们在 MySQL 中用于管理数据的并发访问和更新,确保数据的一致性和完整性。

1. 悲观锁(Pessimistic Locking)

概念

  • 悲观锁是一种保守的锁策略,它假设会发生冲突,因此在读取或修改数据时会立即锁定数据,以防止其他事务同时修改这些数据。悲观锁的核心思想是“锁住一切”,确保数据在事务执行期间不会被其他事务修改。

实现方式

  • 行级锁:在 MySQL 的 InnoDB 存储引擎中,通过使用 SELECT ... FOR UPDATESELECT ... LOCK IN SHARE MODE 语句实现。前者用于在读取时锁定数据以进行更新,后者用于读取数据并允许其他事务读取但不修改数据。
  • 表级锁:通过 LOCK TABLES 语句或 LOCK TABLES ... WRITE 锁定整个表,从而在事务执行期间防止其他事务对该表进行任何操作。

优点

  • 数据一致性:由于数据在事务期间被锁定,确保了数据的一致性和完整性,避免了并发更新导致的数据冲突。
  • 简单易懂:锁定机制明确,容易理解和实现。

缺点

  • 性能开销:锁定的数据会影响并发性能,尤其是在高并发环境下,锁竞争可能导致性能下降。
  • 可能导致死锁:多个事务相互等待对方释放锁,可能导致死锁情况。

使用场景

  • 高冲突环境:数据更新冲突的可能性较高,如银行账户余额更新。
  • 复杂事务:涉及多个操作的复杂事务,确保操作的原子性和一致性。

2. 乐观锁(Optimistic Locking)

概念

  • 乐观锁是一种假设冲突不会发生的锁策略,它在事务开始时不立即锁定数据,而是在提交时检查数据是否被其他事务修改。如果数据在事务期间被修改,则提交操作会失败,事务需要重新尝试或进行补救。

实现方式

  • 版本号:在表中添加一个版本号字段,每次更新数据时,版本号都会递增。事务在提交时检查版本号是否匹配,如果不匹配则回滚或重试。
  • 时间戳:在表中添加一个时间戳字段,每次更新时记录时间戳。事务在提交时检查时间戳是否匹配,确保数据在提交期间没有被修改。

优点

  • 减少锁竞争:由于数据在事务期间没有被锁定,减少了锁竞争,提高了并发性能。
  • 避免死锁:乐观锁不涉及锁的获取和释放,因此避免了死锁问题。

缺点

  • 处理复杂性:事务需要检查数据版本或时间戳,如果发生冲突,事务可能需要重新执行或处理失败的情况。
  • 不适用于高冲突环境:在高冲突环境下,重试操作的开销可能较大。

使用场景

  • 低冲突环境:数据更新冲突的可能性较低,如用户信息的更新。
  • 高并发环境:需要高并发性能的应用,如 Web 应用的会话管理。

总结

  • 悲观锁:在事务执行期间锁定数据,以确保一致性和完整性,适用于高冲突或复杂事务场景。缺点是可能导致性能下降和死锁。
  • 乐观锁:假设数据冲突不会发生,减少了锁的竞争,适用于低冲突环境或需要高并发性能的场景。缺点是处理冲突和重试可能增加复杂性。

根据应用场景和业务需求选择合适的锁策略,可以有效地管理并发访问和数据一致性。