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Java高并发下数据库锁怎么用,性能和安全得兼顾点吧

要搞清楚Java高并发下怎么用数据库锁,又能保证性能和安全,我们得先明白一个核心矛盾:锁得太死,安全是安全了,但大家(线程)都得排队,系统就慢得像蜗牛;锁得太松或者干脆不加锁,速度是快了,但数据可能就乱套了,比如你买票明明看到还有一张,付完钱却发现票没了,我们的目标就是在这两者之间找到一个最佳平衡点。

我们得知道数据库里常见的几种锁,它们就像是不同严苛程度的门卫。

悲观锁:先假设会出事,提前把人管住。 这就像你去银行柜台取一大笔钱,柜员会先把你这笔钱在系统里“锁”起来,告诉别人“这笔钱我正在处理,你们别动”,等整个操作完成(数完钱、你签字)后才释放,在数据库里,最典型的用法就是在SQL语句后加 FOR UPDATE

  • Java里怎么用? 通常是在一个数据库事务(Transaction)中,使用类似这样的代码:
    // 开始事务
    beginTransaction();
    // 查询商品库存,并加上悲观锁
    String sql = "SELECT stock FROM products WHERE id = ? FOR UPDATE";
    // ... 执行查询,获取当前库存
    if (stock > 0) {
        // 扣减库存
        String updateSql = "UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE id = ?";
        // ... 执行更新
    }
    // 提交事务,释放锁
    commitTransaction();
  • 兼顾点: 悲观锁非常安全,能绝对防止别人修改数据,但性能代价大,因为整个过程中(从SELECT到COMMIT),这条数据都被锁住,其他想修改它的事务必须傻等着,这在高并发场景下容易造成大量线程阻塞,拖垮系统,所以它适合那些“争抢”非常激烈、冲突概率极高,且业务逻辑执行起来很快的场景(比如秒杀中的核心库存扣减)。

乐观锁:先假设没事,出事了我再重试。 这就像用Git或者SVN这类版本管理工具,你修改文件前先拉取最新版本,改完之后提交时,系统会检查一下在你修改的期间有没有别人也修改了这个文件,如果有,它就告诉你“有冲突,提交失败”,让你自己处理(通常是拉取最新代码重新修改一次),在数据库里,通常用一个额外的version字段来实现。

  • Java里怎么用?

    // 假设商品表有一个version字段,初始为0
    // 1. 先查询出商品信息和当前的version
    String selectSql = "SELECT id, stock, version FROM products WHERE id = ?";
    // ... 执行查询,得到stock和oldVersion
    // 2. 业务逻辑计算新库存
    int newStock = stock - 1;
    // 3. 更新时,带上version作为条件
    String updateSql = "UPDATE products SET stock = ?, version = version + 1 WHERE id = ? AND version = ?";
    int affectedRows = jdbcTemplate.update(updateSql, newStock, productId, oldVersion);
    // 4. 判断更新是否成功
    if (affectedRows > 0) {
        // 成功!说明这段时间没人动过数据
        System.out.println("扣减成功");
    } else {
        // 失败!说明数据已经被别人修改过了,version对不上了
        // 这时候通常需要重试整个业务逻辑:重新查询、计算、更新
        System.out.println("扣减失败,请重试");
        // ... 可以加入重试机制,比如循环几次
    }
  • 兼顾点: 乐观锁的优点是在大部分情况下(读多写少)根本不加锁,性能非常好,因为只有在最后更新的瞬间才去检查冲突,缺点是万一冲突真的发生了,业务需要处理失败的情况(比如告知用户或自动重试),如果冲突频率很高,不断重试反而会降低性能,所以它特别适合读多写少、冲突发生概率相对较低的业务场景

除了这两种核心思路,还有一些其他的技巧来兼顾性能和安全:

  • 合理设置事务范围和隔离级别(来源:数据库事务原理): 事务不要开得太大太久,尽快提交释放锁,数据库有不同的事务隔离级别(比如读未提交、读已提交、可重复读、串行化),级别越高越安全,但并发性能越差,通常默认的“读已提交”级别是个不错的平衡点,它能避免脏读,又比“可重复读”性能好,不要轻易使用最高的“串行化”级别,那相当于全局加锁。

  • 使用数据库特定的高效语句(来源:SQL优化实践): 有时候可以尝试把悲观锁的“查询-计算-更新”三步合并成一步,比如上面的扣库存例子,可以优化成:

    String sql = "UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE id = ? AND stock > 0";

    这条SQL本身在执行时数据库会对记录加锁,但它非常高效,因为只需要一次数据库交互,持有锁的时间极短,不过缺点是,我们无法在Java代码里进行复杂的业务判断(比如库存必须大于某个值),它只适合非常简单的原子操作。

  • 分散热点(来源:分布式系统设计思想): 如果有一条数据是超级热点(比如一场热门演出的总门票数),所有人都来抢这一条记录,锁冲突必然严重,这时候可以考虑把数据分散,比如把10万张门票库存拆成100个库存包,每个包1000张票,这样并发请求会被分散到100条数据记录上,大大降低了单个锁的争用压力,这在秒杀系统中是常见策略。

总结一下怎么兼顾:

  • 首选乐观锁:在冲突不频繁的日常业务中(如普通订单、信息更新),用它性能最好。
  • 慎用悲观锁:只在冲突极高、且业务逻辑简单的核心场景(如金钱、核心库存)作为“杀手锏”使用,并且要确保事务尽可能短小精悍。
  • 技术组合拳:结合缩短事务时间、选择合适的隔离级别、使用原子SQL操作、以及从设计上分散数据热点等多种方法,共同来提升性能保障安全。

没有一把锁能通吃所有场景,关键是根据你业务的具体情况(数据冲突的概率、对响应时间的要求、业务的复杂程度)来选择最合适的方案,并进行充分的测试。

Java高并发下数据库锁怎么用,性能和安全得兼顾点吧