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引言

B/S構(gòu)架的應(yīng)用越來(lái)越普及，但由于它有別于C/S構(gòu)架的特殊性，并發(fā)控制始終沒(méi)能得到很好的解決，如售票系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)同一張火車(chē)票出售多次的現(xiàn)象。典型的案例如下：

例如若有兩個(gè)客戶(hù)端，A客戶(hù)先讀取了賬戶(hù)余額2000元，之后B客戶(hù)也讀取了賬戶(hù)余額2000元的數(shù)據(jù)，A客戶(hù)提取了500元，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)作了變更，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的余額為1500元，B客戶(hù)也要提取1300元，根據(jù)其所取得的資料，2000-1300將為700余額，若此時(shí)再對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行變更，最后的余額700元就會(huì)不正確，應(yīng)當(dāng)是200元，問(wèn)題的出現(xiàn)是由于兩個(gè)客戶(hù)對(duì)同一條數(shù)據(jù)進(jìn)行并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)造成的。

Web應(yīng)用中并發(fā)控制的特殊性

上述問(wèn)題在C/S構(gòu)架中可以通過(guò)長(zhǎng)事務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但Web應(yīng)用是基于Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的，其中的并發(fā)控制有其內(nèi)在的特殊性：

1. Web所基于的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)是一種無(wú)連接的協(xié)議，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器無(wú)法保存事務(wù)的狀態(tài)信息；

2. 用戶(hù)可以隨時(shí)中止或啟動(dòng)瀏覽器中當(dāng)前主頁(yè)上的事務(wù)。

由于上述特殊性，Web應(yīng)用中并發(fā)控制不能采用嚴(yán)格的長(zhǎng)事務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但可以長(zhǎng)事務(wù)的思路來(lái)實(shí)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)讀取的時(shí)候把相應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖定，在更新階段把鎖放開(kāi)，然后更新數(shù)據(jù)。

Web應(yīng)用中并發(fā)控制的實(shí)現(xiàn)

業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，往往需要保證數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的排他性。如在 金融 系統(tǒng)的日終結(jié)算處理中，我們希望針對(duì)某個(gè)cut-off時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而不希望在結(jié)算進(jìn)行過(guò)程中（可能是幾秒種，也可能是幾個(gè)小時(shí)），數(shù)據(jù)再發(fā)生變化。此時(shí)，我們就需要通過(guò)一些機(jī)制來(lái)保證這些數(shù)據(jù)在某個(gè)操作過(guò)程中不會(huì)被外界修改，這樣的機(jī)制，就是所謂的“鎖”，即給選定的目標(biāo)數(shù)據(jù)上鎖，使其無(wú)法被其他程序修改。有兩種鎖機(jī)制：即通常所說(shuō)的“樂(lè)觀鎖(Optimistic Locking)” 和“悲觀鎖(Pessimistic Locking)”。

1．樂(lè)觀鎖(Optimistic Locking)

樂(lè)觀鎖(optimistic locking)則樂(lè)觀的認(rèn)為資料的存取很少發(fā)生同時(shí)存取的問(wèn)題，因而不作數(shù)據(jù)庫(kù)層次上的鎖定，為了維護(hù)正確的數(shù)據(jù)，樂(lè)觀鎖定使用應(yīng)用程序上的邏輯實(shí)現(xiàn)版本控制來(lái)解決。

并發(fā)控制時(shí)，數(shù)據(jù)不一致的情況一旦發(fā)生，有幾個(gè)解決的 方法 ，一種是先更新為主，一種是后更新的為主，比較復(fù)雜的就是檢查發(fā)生變動(dòng)的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或是檢查所有屬性來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖定。

Hibernate通過(guò)版本號(hào)檢查來(lái)實(shí)現(xiàn)后更新為主，這也是Hibernate所推薦的方式，在數(shù)據(jù)庫(kù)中加入一個(gè)VERSON欄記錄，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)連同版本號(hào)一同讀取，并在更新數(shù)據(jù)時(shí)遞增版本號(hào)，然后比對(duì)版本號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的版本號(hào)，如果大于數(shù)據(jù)庫(kù)中的版本號(hào)則予以更新，否則就回報(bào)錯(cuò)誤。

以Hibernate實(shí)現(xiàn)版本號(hào)控制鎖定的話(huà)，我們的對(duì)象中增加一個(gè)version屬性，例如：

public class MyAccount {
　　private int version;
　　....
　　public void setVersion(int version) {
　　　　this.version = version;
　　}
　　public int getVersion() {
　　　　return version;
　　}
　　....
}

而在映像文件中，我們使用optimistic-lock屬性設(shè)定version控制，屬性欄之后增加一個(gè)標(biāo)簽，例如：

optimistic-lock="version"

設(shè)定好版本控制之后，在上例中如果B客戶(hù)試圖更新數(shù)據(jù)，將會(huì)引發(fā)StableObjectStateException例外，我們可以捕捉這個(gè)例外，在處理中重新讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，同時(shí)將B客戶(hù)目前的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)讀出來(lái)，讓B客戶(hù)有機(jī)會(huì)比對(duì)不一致的數(shù)據(jù)，以決定要變更的部份，或者您可以設(shè)計(jì)程式自動(dòng)讀取新的資料，并重復(fù)扣款業(yè)務(wù)流程，直到數(shù)據(jù)可以更新為止，這一切可以在后臺(tái)執(zhí)行，而不用讓您的客戶(hù)知道。在其它架構(gòu)中也可通過(guò)這種思路來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖，但版本控制和沖突的檢測(cè)要在自己程序的程序中實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。

#p#

2．悲觀鎖(Pessimistic Locking)

雖然樂(lè)觀鎖能夠提高系統(tǒng)的性能，但它是對(duì)發(fā)生沖突的訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)行事后的補(bǔ)救，應(yīng)用在用戶(hù)輸入數(shù)據(jù)量很少的場(chǎng)合比較適合，但如果在 企業(yè) ERP，用戶(hù)與系統(tǒng)交互涉及大量數(shù)據(jù)在頁(yè)面表單上錄入，如果事后提交失敗后才提示用戶(hù)要重新錄入是很不現(xiàn)實(shí)的，所以有必要進(jìn)行事前控制，這就要采用悲觀鎖。

在多個(gè)客戶(hù)端可能讀取同一筆數(shù)據(jù)或同時(shí)更新一筆數(shù)據(jù)的情況下，防止同一個(gè)數(shù)據(jù)被修改而造成混亂，最簡(jiǎn)單的手段就是在讀取時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定，其它客戶(hù)端不能對(duì)同一筆數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的讀取動(dòng)作。

悲觀鎖定（Pessimistic Locking）一如其名稱(chēng)所示，悲觀的認(rèn)定每次資料存取時(shí)，其它的客戶(hù)端也會(huì)存取同一筆數(shù)據(jù)，因此對(duì)該筆數(shù)據(jù)進(jìn)行事先鎖定，直到自己操作完成后解除鎖定。

悲觀鎖定通常透過(guò)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)本身的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，依賴(lài)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)本身提供的鎖定機(jī)制，Hibernate即是如此，我們可以利用Query或Criteria的setLockMode()方法來(lái)設(shè)定要鎖定的表或列（row）及其鎖定模式，鎖定模式有以下的幾個(gè)：

LockMode.WRITE：在insert或update時(shí)進(jìn)行鎖定，Hibernate會(huì)在save()方法時(shí)自動(dòng)獲得鎖定。

LockMode.UPGRADE：利用SELECT … FOR UPDATE進(jìn)行鎖定。

LockMode.UPGRADE_NOWAIT：利用SELECT … FOR UPDATE NOWAIT進(jìn)行鎖定，在Oracle環(huán)境下使用。

LockMode.READ：在讀取記錄時(shí)Hibernate會(huì)自動(dòng)獲得鎖定。

LockMode.NONE：沒(méi)有鎖定。

也可以在使用Session的load()或是lock()時(shí)指定鎖定模式以進(jìn)行鎖定。

如果數(shù)據(jù)庫(kù)不支持所指定的鎖定模式，Hibernate會(huì)選擇一個(gè)合適的鎖定替換，而不是丟出一個(gè)例外。

3．其它構(gòu)架中悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)

Hibernate的悲觀鎖，也是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)。下面的代碼實(shí)現(xiàn)了對(duì)“用戶(hù)”查詢(xún)記錄的加鎖：

String sqlStr = "from userInfo as user where user.userId=’admin’";
Query query = session.createQuery(sqlStr);
query.setLockMode("user",LockMode.UPGRADE); //加鎖
List userList = query.list();//執(zhí)行查詢(xún)，獲取數(shù)據(jù)

query.setLockMode對(duì)查詢(xún)語(yǔ)句中，特定別名所對(duì)應(yīng)的記錄進(jìn)行加鎖（我們?yōu)閡serInfo類(lèi)指定了一個(gè)別名“user”），這里也就是對(duì)返回的所有user記錄進(jìn)行加鎖：

select tuser0_.id as id, tuser0_.userId as userId, tuser0_.group_id as group_id, 
tuser0_.user_type as user_type, tuser0_.sex as sex from t_user tuser0_ where 
(tuser0_.userId =’admin’ ) for update

通過(guò)上述轉(zhuǎn)換后的sql語(yǔ)句可知，Hibernate的加鎖其實(shí)是利用了數(shù)據(jù)庫(kù)的for update語(yǔ)句，在讀取階段對(duì)某條記錄的鎖定，而在更新階段提交，釋放鎖。

其實(shí)其它架構(gòu)也可以采取該思路，不過(guò)，數(shù)據(jù)庫(kù)的for update語(yǔ)句的鎖定和釋放一定要在數(shù)據(jù)的同一個(gè)連接中，如果讀取階段和更新階段不是統(tǒng)一連接，即讀取之后斷開(kāi)了與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，則for update語(yǔ)句的鎖定立即失效，為此，如果其它架構(gòu)中要采取這種方式則要做相應(yīng)的調(diào)整。

首先，由于Web應(yīng)用是無(wú)狀態(tài)的，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)的for update語(yǔ)句的鎖定和釋放不一定是數(shù)據(jù)的同一個(gè)連接，為此，采用痕跡跟蹤法，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)生成唯一的序列號(hào)(serialId)，建立與數(shù)據(jù)連接的映射，并放置一個(gè)map數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；在更新時(shí)，通過(guò)該serialId在連接池中重新獲取該連接，用該連接去更新數(shù)據(jù)。

如果系統(tǒng)是采用dao讀取數(shù)據(jù)，實(shí)體bean去更新數(shù)據(jù)，則只要在更新數(shù)據(jù)之前斷開(kāi)讀取數(shù)據(jù)時(shí)的連接，則可以通過(guò)其它途徑更新數(shù)據(jù)，如下代碼所示：

public void update (AbstractEntityData data, String[] selTeamName ,String serialId) 
throws Exception {
　　 dao.closeConnect(serialId);
bo.update(data);
}

其中，dao.closeConnect(serialId)是斷開(kāi)數(shù)據(jù)連接，bo.update(data)是通過(guò)EJB更新數(shù)據(jù)庫(kù)

4．序列號(hào)(serialId)的創(chuàng)建和維護(hù)

由于不同用戶(hù)可能同時(shí)建立連接或同一用戶(hù)先后建立連接，故創(chuàng)建序列號(hào)可以在讀取數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)sessionId和時(shí)間戳組合而成。而在操作的過(guò)程中，為了保持序列號(hào)不會(huì)丟失和唯一性，它不能放在session或application中，而是放在頁(yè)面的request對(duì)象里，通過(guò)它向其它頁(yè)面?zhèn)鬟f。

5．關(guān)聯(lián)表的鎖定

其實(shí)，Hibernate的悲觀鎖方式只能對(duì)單個(gè)表的記錄進(jìn)行鎖定，但現(xiàn)實(shí)中，存在關(guān)聯(lián)更新的情況，即在更新主表的時(shí)候有可能會(huì)更新到與之相關(guān)的子表，與此同時(shí)，其它用戶(hù)也可能通過(guò)其它主表更新相應(yīng)的子表同一條記錄。

有兩種方式處理，一是在讀取數(shù)據(jù)通過(guò)sql語(yǔ)句關(guān)聯(lián)子表相應(yīng)記錄，因?yàn)閒or update對(duì)所有關(guān)聯(lián)表中符合條件的記錄都會(huì)加鎖；二是為子表找一個(gè)入口表，在更新子表的同時(shí)，必須更新子表的入口表。

6．例外操作的處理

采用這種方式，有一些例外情況必須小心處理，一是頁(yè)面的關(guān)閉，如果調(diào)用相應(yīng)的方法，如onbeforeunload()等，釋放對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接；二是用戶(hù)非正常關(guān)機(jī)退出系統(tǒng)，必須有數(shù)據(jù)庫(kù)周期清除無(wú)用的連接，如間隔二十分鐘等，來(lái)釋放讀取時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的鎖定，否則，該數(shù)據(jù)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間被鎖定，直至應(yīng)用服務(wù)器重啟。

結(jié)論

軟件系統(tǒng)的并發(fā)控制一般是通過(guò)加鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣，Web應(yīng)用也是采用樂(lè)觀鎖和悲觀鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)，樂(lè)觀鎖是一種事后補(bǔ)救措施，是通過(guò)程序的邏輯控制版本來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而悲觀鎖是事前的一種預(yù)防措施，它利用數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，Hibernate對(duì)它做了一層封裝，使應(yīng)用更加方便，為了讓其它架構(gòu)都能適用，本文還原了Hibernate的實(shí)現(xiàn)原理，提出一般的實(shí)現(xiàn)思路和注意實(shí)現(xiàn)。