乐观锁与悲观锁

乐观锁和悲观锁是两种常见的并发控制机制，主要用于解决多线程或分布式系统中数据竞争的问题。它们在实现方式、适用场景和性能特点上有显著差异，以下是详细对比和实际应用示例：

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一、悲观锁（Pessimistic Locking）

核心思想

• 假设并发冲突一定会发生，因此在操作数据前直接加锁，确保操作期间数据不被其他事务修改。

• 实现方式：通过数据库的锁机制（如行锁、表锁）或代码层的互斥锁（如Mutex）实现。

典型应用场景

1. 强一致性要求高：如银行转账、库存扣减。

2. 写操作频繁：并发环境下频繁修改同一数据的场景。

3. 长事务：需要长时间占用资源的操作。

实现示例（MySQL）

sql

 

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-- 开启事务，使用SELECT ... FOR UPDATE锁定记录
BEGIN;
SELECT * FROM products WHERE id = 123 FOR UPDATE;
-- 执行库存扣减
UPDATE products SET stock = stock - 1 WHERE id = 123;
COMMIT;

• 说明：FOR UPDATE会对查询结果加排他锁，其他事务无法修改该记录，直到当前事务提交。

优点

• 保证操作的强一致性，避免脏读、幻读。

• 适合写操作频繁的场景。

缺点

• 加锁会导致性能下降（高并发时可能形成锁竞争）。

• 可能引发死锁问题（需设置合理的锁超时时间）。

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二、乐观锁（Optimistic Locking）

核心思想

• 假设并发冲突很少发生，允许无锁操作，仅在提交时检查数据是否被修改。

• 实现方式：通过版本号（version）或时间戳（timestamp）标记数据版本。

典型应用场景

1. 读多写少：如用户信息更新、文章点赞。

2. 高并发轻量级操作：如秒杀、抢购。

3. 分布式系统：避免跨服务锁的复杂性。

实现示例（MySQL）

1. 基于版本号的乐观锁：

   sql

    

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   -- 查询当前数据和版本号
   SELECT stock, version FROM products WHERE id = 123;
   
   -- 更新时校验版本号
   UPDATE products 
   SET stock = stock - 1, version = version + 1 
   WHERE id = 123 AND version = 1; -- 假设查询到的version是1

   • 如果返回的影响行数为0，说明版本号已变更，需重试或提示失败。

2. 基于条件的乐观锁（无需版本字段）：

   sql

    

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   UPDATE products 
   SET stock = stock - 1 
   WHERE id = 123 AND stock > 0; -- 直接通过业务条件判断

优点

• 无锁设计，性能高（适合高并发场景）。

• 避免死锁问题。

缺点

• 冲突时需要重试或回滚（需代码层处理重试逻辑）。

• 不保证绝对一致性（可能出现短暂的数据不一致）。

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三、两者的关键区别

对比维度	悲观锁	乐观锁
加锁时机	操作前加锁	提交时检查
性能开销	高（频繁加锁/释放）	低（无锁）
适用场景	写多读少、强一致性	读多写少、高并发
实现复杂度	简单（依赖数据库锁）	复杂（需处理版本号、重试逻辑）
数据一致性	强一致性	最终一致性
典型应用	银行转账、库存扣减	秒杀、用户信息更新

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四、实际场景中的选择建议

1. 悲观锁适用场景：

   • 金融交易：如转账操作必须保证金额绝对正确。

   • 库存管理：当库存量极少且不允许超卖时（如限量商品）。

   • 示例代码（PHP中的悲观锁）：

     php

      

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     $pdo->beginTransaction();
     $stmt = $pdo->prepare("SELECT * FROM products WHERE id = ? FOR UPDATE");
     $stmt->execute([$productId]);
     // 检查库存并更新...
     $pdo->commit();

2. 乐观锁适用场景：

   • 秒杀系统：高并发下扣减库存（结合Redis + Lua脚本更优）。

   • 用户信息更新：如修改个人资料（冲突概率低）。

   • 示例代码（PHP中的乐观锁重试）：

     php

      

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     $maxRetries = 3;
     for ($i = 0; $i < $maxRetries; $i++) {
         $row = $pdo->query("SELECT stock, version FROM products WHERE id = 123")->fetch();
         if ($row['stock'] <= 0) break;
         $result = $pdo->exec("UPDATE products SET stock = stock - 1, version = version + 1 
                              WHERE id = 123 AND version = {$row['version']}");
         if ($result > 0) {
             // 更新成功，退出循环
             break;
         }
     }

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五、总结

• 悲观锁：以“防患于未然”为核心，适合写操作频繁、强一致性要求的场景，但性能开销大。

• 乐观锁：以“事后补救”为核心，适合高并发、读多写少的场景，需配合重试机制。

实际开发中：

• 在秒杀系统中，通常结合乐观锁（Redis原子操作） + 消息队列实现高性能和高一致性。

• 在传统业务系统（如订单支付）中，可能选择悲观锁保证强事务。

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