使用悲观锁与乐观锁应对高并发场景下的数据更新

悲观锁适用于高一致性要求、低并发冲突场景，如银行转账，通过先加锁避免冲突，但可能引发性能瓶颈和死锁；乐观锁适合读多写少、高并发场景，如点赞、库存扣减，采用版本号机制实现“先操作后验证”，提升吞吐量，但需处理重试与ABA问题；选择应基于冲突率、一致性要求及业务复杂度综合权衡。

在高并发的数据更新场景中，悲观锁和乐观锁就像是两种截然不同的策略：悲观锁倾向于“先锁再操作”，确保独占性，而乐观锁则更像“先操作再验证”，通过版本控制来处理冲突。它们各自有适用的领域，理解并选择正确的锁机制，是保证系统性能和数据一致性的关键。

在高并发环境下，数据更新面临的核心挑战是并发冲突，也就是多个操作试图同时修改同一份数据，可能导致数据丢失或不一致。

悲观锁，顾名思义，它对数据修改持悲观态度，认为并发冲突一定会发生。所以在操作数据之前，它会先锁定目标资源，阻止其他事务访问，直到当前事务完成并释放锁。这就像你在图书馆抢座位，直接把包放在椅子上，别人就不能坐了。在数据库层面，

SELECT ... FOR UPDATE

synchronized

ReentrantLock

这种方式的好处是显而易见的：数据一致性得到绝对保障，你永远不会遇到脏数据或者更新丢失的问题。但缺点也同样突出：性能开销大。在高并发场景下，大量的请求会因为等待锁而排队，系统吞吐量会急剧下降，甚至可能出现死锁，导致整个系统卡死。所以，它更适合于并发冲突不频繁，但数据一致性要求极高的场景，比如银行转账，每一分钱都不能错。

乐观锁则完全相反，它认为并发冲突不常发生，所以它不会一开始就锁定资源。它允许所有事务并发地读取和修改数据，但在提交更新时，会检查在此期间数据是否被其他事务修改过。这就像你在图书馆看到一个空位，先坐下看书，起身离开时才发现别人也坐过，那就得重新找位子或者协商。实现乐观锁最常见的方式是使用版本号（version）或时间戳（timestamp）。在数据表中增加一个

version

version

version

version

乐观锁的优势在于高并发、高吞吐量。因为它不阻塞并发操作，大大提升了系统的响应速度。但它也有其局限性：首先，它需要应用程序自己实现冲突检测和重试机制，增加了开发复杂度；其次，如果并发冲突率极高，大量的重试反而会消耗更多资源，甚至可能比悲观锁的性能更差。它更适合于读多写少、并发冲突不频繁，或者对数据一致性要求可以接受短暂不一致（最终一致性）的场景，比如商品库存扣减、文章点赞数更新等。

悲观锁：何时是它的主场，又该警惕哪些陷阱？

悲观锁在某些特定场景下，确实是保障数据完整性的“定海神针”，但用不好也可能成为性能杀手。

它的“主场”通常是那些对数据强一致性有着近乎苛刻要求的业务场景。比如，金融交易系统中的资金划转，每一笔交易都必须准确无误，不能有任何偏差。在这种场景下，如果允许并发修改导致数据不一致，那后果是灾难性的。再比如，库存管理中核心商品的扣减，如果库存扣错了，可能导致超卖，影响用户体验和商家信誉。在这些地方，即使牺牲一些并发性能，也要确保数据的绝对正确性。此外，如果你的业务场景明确知道某个资源在某个时间段内会有短时间、低频率的竞争，那么悲观锁的开销是完全可以接受的，因为它提供了一种简单直接的解决方案。

然而，悲观锁的“陷阱”也同样深不见底。我见过不少系统因为过度依赖悲观锁而陷入性能泥潭。最常见的问题就是性能瓶颈：在高并发下，如果锁的粒度过大（比如锁表），或者持有锁的时间过长，那么大量的请求就会排队等待，系统吞吐量会直线下降。这就像只有一条单行道，所有车辆都得排队通过。其次是死锁风险，这是个经典问题，当两个或多个事务相互等待对方释放资源时，就会发生死锁，所有涉及的事务都无法继续执行。调试死锁问题往往非常棘手，需要深入分析事务的执行顺序和资源依赖。最后，锁粒度的选择也是一个微妙的艺术。是锁定整个表、还是只锁定某些行、甚至更细粒度的字段？粒度太粗会严重影响并发，粒度太细又会增加锁管理的复杂性，甚至可能导致锁开销大于业务处理开销。这需要开发者对业务逻辑和数据库特性有深刻的理解，否则很容易踩坑。

乐观锁：高并发下的优雅舞者，它的实现艺术与需要克服的挑战

乐观锁在应对高并发场景时，确实展现出一种“优雅”的姿态，它不急于锁定资源，而是通过巧妙的机制来化解冲突，从而获得更高的并发性能。

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它的“实现艺术”主要体现在几个方面。最经典的当属版本号（Version Number）机制。这通常是在数据表中增加一个

version

version

UPDATE

version

WHERE

SET

version

-- 假设我们读取到 item_id=1 的库存是 100，版本号是 5
SELECT stock_quantity, version FROM products WHERE item_id = 1;

-- 业务逻辑：扣减库存 10
-- 尝试更新：
UPDATE products
SET stock_quantity = stock_quantity - 10, version = version + 1
WHERE item_id = 1 AND version = 5;

如果这条

UPDATE

ROWS_AFFECTED

ROWS_AFFECTED

version

version

然而，乐观锁并非万能，它也有一些“需要克服的挑战”。首先是重试机制的设计。当发生冲突时，如何优雅地处理？是立即重试？重试几次？重试间隔多久？无限重试可能导致活锁，而重试次数过少又可能导致大量业务失败。这需要根据业务的容忍度和系统负载进行精心的策略设计。其次，在某些极端情况下，可能会遇到ABA问题。如果一个值从A变为B，然后又变回A，乐观锁可能无法检测到这个中间变化。不过，对于递增的版本号机制，通常不会出现这个问题。最后，业务复杂性也会增加乐观锁的实现难度。如果一个业务操作需要更新多个相关联的数据项，那么需要协调多个乐观锁，这会使代码变得复杂且容易出错。而且，如果更新操作的冲突率真的非常高，那么乐观锁带来的大量重试开销可能会抵消其性能优势，甚至可能比悲观锁更慢。

平衡之道：悲观与乐观，如何根据业务场景做出明智抉择？

选择悲观锁还是乐观锁，从来都不是一个非此即彼的简单问题，它更像是一门权衡的艺术，需要根据具体的业务场景、性能要求和数据一致性需求来做出“明智抉择”。

在我看来，核心的考量点无外乎以下几个：

首先是冲突率。这是决定性因素。如果你的业务场景中，对同一份数据的并发修改非常罕见，或者说“写”操作远少于“读”操作，那么乐观锁通常是更好的选择。因为它避免了锁的开销，系统能以更高的吞吐量运行。但如果冲突率极高，比如秒杀场景下对某个爆款商品的库存扣减，乐观锁可能导致大量的重试，反而会增加系统的负担，甚至可能出现“活锁”现象，这时可能需要重新审视业务设计，或者考虑更高级的并发控制方案。反之，如果冲突率低到可以忽略不计，悲观锁的简单直接反而是一种优势。

其次是数据一致性要求。这是业务的底线。对于像银行转账、订单支付这种对数据一致性有“绝对”要求的场景，哪怕是瞬间的不一致都不能容忍，那么悲观锁往往是更稳妥的选择。它能提供强一致性保障。而对于一些可以容忍短暂不一致，最终会达到一致的场景（即最终一致性），比如社交媒体的点赞数、文章阅读量等，乐观锁配合重试机制就非常合适，它能在保证数据最终正确的前提下，提供更好的用户体验和系统性能。

再者是业务操作的复杂性与耗时。如果你的业务逻辑非常复杂，需要进行多步操作，并且每一步都可能耗时较长，那么长时间持有悲观锁无疑会成为巨大的性能瓶颈。在这种情况下，我们通常会倾向于使用乐观锁，或者将复杂操作拆解，尽可能缩短锁定的时间。

从我的个人经验来看，大部分互联网应用，尤其是那些用户交互频繁但单次操作影响范围不大的场景，我会优先考虑乐观锁。它能带来更好的并发性和用户体验，也更符合分布式系统设计的理念。但如果涉及到核心账务、库存扣减这类“钱”和“物”的场景，我通常会先用悲观锁保障绝对正确性，然后通过严格的压测和监控，如果发现性能瓶颈，再考虑优化锁粒度、引入队列、或者在特定环节尝试乐观锁+补偿机制。

很多时候，甚至可以混合使用这两种策略。比如，在数据读取时采用乐观锁，但在执行关键的更新操作时，短暂地使用悲观锁进行锁定。这就像是在刀尖上跳舞，需要对系统有非常深入的理解和精细的控制。别忘了，锁只是解决并发问题的一种手段，还有队列、消息中间件、分布式事务等更宏大的方案。选择哪种，最终还是看你的业务场景、性能指标和团队的技术栈。没有银弹，只有最适合的方案。

以上就是使用悲观锁与乐观锁应对高并发场景下的数据更新的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！