深入理解Yii2.0乐观锁与悲观锁的原理与使用(2)

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：

1. 应用采用自己的策略管理主键ID。如，常见的取当前ID字段的最大值＋1作为新ID。
2. 版本号字段 ver 默认值为 0 。
3. 用户A读取了某个记录准备修改它。该记录正好是ID最大的记录，且之前没被修改过， ver 为默认值 0。
4. 在用户A读取完成后，用户B恰好删除了该记录。之后，用户C又插入了一个新记录。
5. 此时，阴差阳错的，新插入的记录的ID与用户A读取的记录的ID是一致的， 而版本号两者又都是默认值 0。
6. 用户A在用户C操作完成后，修改完成记录并保存。由于ID、ver均可以匹配上， 因此用户A成功保存。但是，却把用户C插入的记录覆盖掉了。

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：

1. 在对任意记录进行修改前，先尝试为该记录加上排他锁（exclusive locking）。
2. 如果加锁失败，说明该记录正在被修改，那么当前查询可能要等待或者抛出异常。 具体响应方式由开发者根据实际需要决定。
3. 如果成功加锁，那么就可以对记录做修改，事务完成后就会解锁了。
4. 其间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作，都会等待我们解锁或直接抛出异常。

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：

1. 悲观锁适用于可靠的持续性连接，诸如C/S应用。 对于Web应用的HTTP连接，先天不适用。
2. 锁的使用意味着性能的损耗，在高并发、锁定持续时间长的情况下，尤其严重。 Web应用的性能瓶颈多在数据库处，使用悲观锁，进一步收紧了瓶颈。
3. 非正常中止情况下的解锁机制，设计和实现起来很麻烦，成本还很高。
4. 不够严谨的设计下，可能产生莫名其妙的，不易被发现的， 让人头疼到想把键盘一巴掌碎的死锁问题。

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，牙口再不好的编程之家，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:

// 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：

1. 新增加了一个加锁方法，一个获取锁定最大时长的方法。
2. 保存时不再是把标识字段＋1，而是把标识字段置0。

（编辑：ASP站长网）