使用数据库模拟状态机实现乐观锁

        最近遇到了一个问题，有一个定时任务：例如定时从数据库中查询所有的待执行的任务，然后执行。为了提高整个程序的效率，我们使用了线程池，但是在实际的测试中，却发现了一个问题，如果线程池的线程数为5，那么这个定时任务就会被执行5次(当然，正常情况下，提交一个任务到线程池，是只有一个线程执行的，但是生产中我们用了一个第三方的框架，线程池定义多少个，就会有多少个线程执行这个定时任务，这点很奇葩啊)，也就是说，本来只希望只执行一次的，但是却重复执行了。那么怎么保证线程池中只有一个线程执行这个定时任务了，当然解决的方案有很多，例如使用Redis或zookeeper加全局锁等，今天，我们就通过使用数据库模拟状态机来实现乐观锁来解决这个问题。

        实现机制： 使用数据版本（Version）记录机制实现，这是乐观锁最常用的一种实现方式。何谓数据版本？即为数据增加一个版本标识，一般是通过为数据库表增加一个数字类型的 “version” 字段来实现。当读取数据时，将version字段的值一同读出，数据每更新一次，对此version值加一。当我们提交更新的时候，判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的version值进行比对，如果数据库表当前版本号与第一次取出来的version值相等，则可以理解为加锁，如果取出的当前version的值与第一次取出来的值不等，就会更新失败，我们可以把这个过程理解为加锁失败，只有加锁成功的那个线程才能进行后面的业务逻辑操作，这就解决了上面遇到的那个问题。

        1、先建一张表

package com.chhliu.springboot.jpa.entity;import java.io.Serializable;import javax.persistence.Column;import javax.persistence.Entity;import javax.persistence.GeneratedValue;import javax.persistence.Id;import javax.persistence.Table;@Entity@Table(name="STATUS")public class Status implements Serializable{/** *  */private static final long serialVersionUID = 1L;@Id@GeneratedValueprivate Long id;@Column(name="VERSION")private Long version;………… 省略getter，setter方法 …………}

        2、编写dao层

package com.chhliu.springboot.jpa.repository;import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;import org.springframework.data.jpa.repository.Modifying;import org.springframework.data.jpa.repository.Query;import org.springframework.data.repository.query.Param;import com.chhliu.springboot.jpa.entity.Status;public interface StatusRepository extends JpaRepository<Status, Long>{@Modifying@Query("update Status s set s.version = :value where s.version = :version")public int update(@Param("version") final long version, @Param("value") final long value);}

        3、编写service层

package com.chhliu.springboot.jpa.repository;import javax.transaction.Transactional;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.stereotype.Service;import com.chhliu.springboot.jpa.entity.Status;@Servicepublic class StatusRepositoryManager {@Autowiredprivate StatusRepository repository;@Transactionalpublic boolean updateByVersion(){Status s = repository.findOne(1l); // 查询当前表中的version值System.out.println(s.getVersion());int result = repository.update(s.getVersion(), s.getVersion()+1); // 更新version的值，将version的值设为version+1System.out.println(result);return 1 == result; // 返回更新结果}}

        4、测试

package com.chhliu.springboot.jpa;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;import org.junit.Test;import org.junit.runner.RunWith;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;import com.chhliu.springboot.jpa.repository.StatusRepositoryManager;@RunWith(SpringRunner.class)@SpringBootTestpublic class ThreadPoolTaskTest {@Autowiredprivate StatusRepositoryManager manager;@Testpublic void test() throws InterruptedException{ExecutorService pools = Executors.newFixedThreadPool(10);for(int i=0; i<5; i++){pools.submit(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Boolean lock = manager.updateByVersion();if(lock){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁了!");System.out.println("执行任务!");}else{System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"没有获取到锁，不执行任务!");}}});}pools.shutdown();TimeUnit.SECONDS.sleep(30);}}

测试结果如下：

pool-3-thread-5没有获取到锁，不执行任务!pool-3-thread-3获取到锁了!执行任务!pool-3-thread-4没有获取到锁，不执行任务!pool-3-thread-2没有获取到锁，不执行任务!pool-3-thread-1没有获取到锁，不执行任务!

通过上面的测试结果可以发现，5个线程只有一个线程执行了任务！从上面的说明可以看出，核心就一个sql语句：

update status set version=(version+1) where version=version

PS：从version值，我们可以知道这个任务总共被执行了多少次！使用时间戳也是可以实现上面的功能的！