时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：5人阅读
本文介绍了深入理解Yii2.0乐观锁与悲观锁的原理与使用，分享给大家，具体如下：
Web应用往往面临多用户环境，这种情况下的并发写入控制， 几乎成为每个开发人员都必须掌握的一项技能。
在并发环境下，有可能会出现脏读（Dirty Read）、不可重复读（Unrepeatable Read）、 幻读（Phantom Read）、更新丢失（Lost update）等情况。具体的表现可以自行搜索。
为了应对这些问题，主流数据库都提供了锁机制，并引入了事务隔离级别的概念。 这里我们都不作解释了，拿这些关键词一搜，网上大把大把的。
但是，就于具体开发过程而言，一般分为悲观锁和乐观锁两种方式来解决并发冲突问题。
乐观锁
乐观锁（optimistic locking）表现出大胆、务实的态度。使用乐观锁的前提是， 实际应用当中，发生冲突的概率比较低。他的设计和实现直接而简洁。 目前Web应用中，乐观锁的使用占有绝对优势。
因此，Yii也为ActiveReocrd提供了乐观锁支持。
根据Yii的官方文档，使用乐观锁，总共分4步：
从本质上来讲，乐观锁并没有像悲观锁那样使用数据库的锁机制。 乐观锁通过在表中增加一个计数字段，来表示当前记录被修改的次数（版本号）。
然后在更新、删除前通过比对版本号来实现乐观锁。
声明版本号字段
版本号是实现乐观锁的根本所在。所以第一步，我们要告诉Yii，哪个字段是版本号字段。 这个由 yii\db\BaseActiveRecord 负责:
public function optimisticLock()
{
return null;
}
这个方法返回 null ，表示不使用乐观锁。那么我们的Model中，要对此进行重载。 返回一个字符串，表示我们用于标识版本号的字段。比如可以这样:
public function optimisticLock()
{
return 'ver';
}
说明当前的ActiveRecord中，有一个 ver 字段，可以为乐观锁所用。 那么Yii具体是如何借助这个 ver 字段实现乐观锁的呢？
更新过程
具体来讲，使用乐观锁之后的更新过程，就是这么一个流程：
由于ActiveRecord的更新过程最终都需要调用 yii\db\BaseActiveRecord::updateInteranl() ，理所当然地，处理乐观锁的代码， 也就隐藏在这个方法中:
protected function updateInternal($attributes = null)
{
if (!$this->beforeSave(false)) {
return false;
}
// 获取等下要更新的字段及新的字段值
$values = $this->getDirtyAttributes($attributes);
if (empty($values)) {
$this->afterSave(false, $values);
return 0;
}
// 把原来ActiveRecord的主键作为等下更新记录的条件，
// 也就是说，等下更新的，最多只有1个记录。
$condition = $this->getOldPrimaryKey(true);
// 获取版本号字段的字段名，比如 ver
$lock = $this->optimisticLock();
// 如果 optimisticLock() 返回的是 null，那么，不启用乐观锁。
if ($lock !== null) {
// 这里的 $this->$lock ，就是 $this->ver 的意思；
// 这里把 ver+1 作为要更新的字段之一。
$values[$lock] = $this->$lock + 1;
// 这里把旧的版本号作为更新的另一个条件
$condition[$lock] = $this->$lock;
}
$rows = $this->updateAll($values, $condition);
// 如果已经启用了乐观锁，但是却没有完成更新，或者更新的记录数为0；
// 那就说明是由于 ver 不匹配，记录被修改过了，于是抛出异常。
if ($lock !== null && !$rows) {
throw new StaleObjectException('The object being updated is outdated.');
}
$changedAttributes = [];
foreach ($values as $name => $value) {
$changedAttributes[$name] = isset($this->_oldAttributes[$name]) ? $this->_oldAttributes[$name] : null;
$this->_oldAttributes[$name] = $value;
}
$this->afterSave(false, $changedAttributes);
return $rows;
}
从上面的代码中，我们不难得出：
删除过程
与更新过程相比，删除过程的乐观锁，更简单，更好理解。代码仍在 yii\db\BaseActiveRecord 中:
public function delete()
{
$result = false;
if ($this->beforeDelete()) {
// 删除的SQL语句中，WHERE部分是主键
$condition = $this->getOldPrimaryKey(true);
// 获取版本号字段的字段名，比如 ver
$lock = $this->optimisticLock();
// 如果启用乐观锁，那么WHERE部分再加一个条件，版本号
if ($lock !== null) {
$condition[$lock] = $this->$lock;
}
$result = $this->deleteAll($condition);
if ($lock !== null && !$result) {
throw new StaleObjectException('The object being deleted is outdated.');
}
$this->_oldAttributes = null;
$this->afterDelete();
}
return $result;
}
比起更新过程，删除过程确实要简单得多。唯一的区别就是省去了版本号＋1的步骤。 都要删除了，版本号＋1有什么意义？
乐观锁失效
乐观锁存在失效的情况，属小概率事件，需要多个条件共同配合才会出现。如：
乐观锁此时的失效，根本原因在于应用所使用的主键ID管理策略， 正好与乐观锁存在极小程度上的不兼容。
两者分开来看，都是没问题的。组合到一起之后，大致看去好像也没问题。 但是bug之所以成为bug，坑之所以能够坑死人，正是由于其隐蔽性。
对此，也有一些意见提出来，使用时间戳作为版本号字段，就可以避免这个问题。 但是，时间戳的话，如果精度不够，如毫秒级别，那么在高并发，或者非常凑巧情况下， 仍有失效的可能。而如果使用高精度时间戳的话，成本又太高。
使用时间戳，可靠性并不比使用整型好。问题还是要回到使用严谨的主键成生策略上来。
悲观锁
正如其名字，悲观锁（pessimistic locking）体现了一种谨慎的处事态度。其流程如下：
悲观锁确实很严谨，有效保证了数据的一致性，在C/S应用上有诸多成熟方案。 但是他的缺点与优点一样的明显：
总体来看，悲观锁不大适应于Web应用，Yii团队也认为悲观锁的实现过于麻烦， 因此，ActiveRecord也没有提供悲观锁。
作为Yii的构成基因之一的Ruby on rails，他的ActiveReocrd模型，倒是提供了悲观锁， 但是使用起来也很麻烦。
悲观锁的实现
虽然悲观锁在Web应用上存在诸多不足，实现悲观锁也需要解决各种麻烦。但是， 当用户提出他就是要用悲观锁时，牙口再不好的码农，就是咬碎牙也是要啃下这块骨头来。
对于一个典型的Web应用而言，这里提供个人常用的方法来实现悲观锁。
首先，在要锁定的表里，加一个字段如 locked_at ，表示当前记录被锁定时的时间， 当为 0 时，表示该记录未被锁定，或者认为这是1970年时加的锁。
当要修改某个记录时，先看看当前时间与 locked_at 字段相差是否超过预定的一个时长T，比如 30 min ，1 h 之类的。
如果没超过，说明该记录有人正在修改，我们暂时不能打开（读取）他来修改。 否则，说明可以修改，我们先将当前时间戳保存到该记录的 locked_at 字段。 那么之后的时长T内如果有人要来改这个记录，他会由于加锁失败而无法读取， 从而无法修改。
我们在完成修改后，即将保存时，要比对现在的 locked_at 。只有在 locked_at 一致时，才认为刚刚是我们加的锁，我们才可以保存。 否则，说明在我们加锁后，又有人加了锁正在修改， 或者已经完成了修改，使得 locked_at 归 0。
这种情况主要是由于我们的修改时长过长，超过了预定的T。原先的加锁自动解开， 其他用户可以在我们加锁时刻再过T之后，重新加上自己的锁。换句话说， 此时悲观锁退化为乐观锁。
大致的原理性代码如下:
// 悲观锁AR基类，需要使用悲观锁的AR可以由此派生
class PLockAR extends \yii\db\BaseActiveRecord {
// 声明悲观锁使用的标记字段，作用类似于 optimisticLock() 方法
public function pesstimisticLock() {
return null;
}
// 定义锁定的最大时长，超过该时长后，自动解锁。
public function maxLockTime() {
return 0;
}
// 尝试加锁，加锁成功则返回true
public function lock() {
$lock = $this->pesstimisticLock();
$now = time();
$values = [$lock => $now];
// 以下2句，更新条件为主键，且上次锁定时间距现在超过规定时长
$condition = $this->getOldPrimaryKey(true);
$condition[] = ['<', $lock, $now - $this->maxLockTime()];
$rows = $this->updateAll($values, $condition);
// 加锁失败，返回 false
if (! $rows) {
return false;
}
return true;
}
// 重载updateInternal()
protected function updateInternal($attributes = null)
{
// 这些与原来代码一样
if (!$this->beforeSave(false)) {
return false;
}
$values = $this->getDirtyAttributes($attributes);
if (empty($values)) {
$this->afterSave(false, $values);
return 0;
}
$condition = $this->getOldPrimaryKey(true);
// 改为获取悲观锁标识字段
$lock = $this->pesstimisticLock();
// 如果 $lock 为 null，那么，不启用悲观锁。
if ($lock !== null) {
// 等下保存时，要把标识字段置0
$values[$lock] = 0;
// 这里把原来的标识字段值作为更新的另一个条件
$condition[$lock] = $this->$lock;
}
$rows = $this->updateAll($values, $condition);
// 如果已经启用了悲观锁，但是却没有完成更新，或者更新的记录数为0；
// 那就说明之前的加锁已经自动失效了，记录正在被修改，
// 或者已经完成修改，于是抛出异常。
if ($lock !== null && !$rows) {
throw new StaleObjectException('The object being updated is outdated.');
}
$changedAttributes = [];
foreach ($values as $name => $value) {
$changedAttributes[$name] = isset($this->_oldAttributes[$name]) ? $this->_oldAttributes[$name] : null;
$this->_oldAttributes[$name] = $value;
}
$this->afterSave(false, $changedAttributes);
return $rows;
}
}
上面的代码对比乐观锁，主要不同点在于：
在具体使用方法上，可以参照以下代码:
// 从PLockAR派生模型类
class Post extends PLockAR {
// 重载定义悲观锁标识字段，如 locked_at
public function pesstimisticLock() {
return 'locked_at';
}
// 重载定义最大锁定时长，如1小时
public function maxLockTime() {
return 3600000;
}
}
// 修改前要尝试加锁
class SectionController extends Controller {
public function actionUpdate($id)
{
$model = $this->findModel($id);
if ($model->load(Yii::$app->request->post()) && $model->save()) {
return $this->redirect(['view', 'id' => $model->id]);
} else {
// 加入一个加锁的判断
if (!$model->lock()) {
// 加锁失败
// ... ...
}
return $this->render('update', [
'model' => $model,
]);
}
}
}
上述方法实现的悲观锁，避免了使用数据库自身的锁机制，契合Web应用的特点， 具有一定的适用性，但是也存在一定的缺陷：
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。