python-悲观锁和乐观锁

乐观锁和悲观锁它们都是一种思想，都是人们定义出来的概念，和语言无关
并发控制：当程序出现并发的问题时，我们需要保证在并发情况下数据的准确性，以保证当前用户在和其他用户一起操作时，得到的结果和他单独操作时得到的结果是一样的，没有做好并发控制，就可能导致脏读、幻读、不可重复读等问题
悲观锁：当要对一条数据进行修改时，为了避免数据同时被其他人修改，最好的办法，最好的方法就是直接对该数据进行加锁，让并行变成串行，其他线程想要访问数据时需要阻塞挂起，互斥锁就属于悲观锁
乐观锁：总是假设最好的情况，每次拿数据都认为别人不会修改，所以不会上锁，只在更新的时候会判断以下在此期间别人有没有更新这个数据，如果更新了，我们就不会修改
乐观锁的实现：
CAS：即比较并替换，是解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制。CAS 操作包含三个操作数——内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B),执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较，如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值，否则，处理器不做任何操作。CAS会出现ABA的问题：比如我们准备对一个数据进行修改，这个数是1，在准备修改和提交的这段时间内，另一个事物已经将数字修改成了2，然后再修改为1，那么虽然我准备修改的数字是1，但是已经不是原来的那个1了。
解决ABA问题，我们需要对数据增加一个版本控制字段，只要有人动过这个数据，就将版本增加，修改一次版本是1，在修改一次版本是2，就说明这个数字有人动过。
版本号控制就是典型的CAS的应用：在数据表中增加一个版本号字段，每次更新数据时将版本号加1，同时将当前版本号作为更新条件，如果当前版本号与更新时的版本号一致，则更新成功，否则更新失败
使用场景：
并发量：如果并发量不大，可以使用悲观锁解决并发问题，如果并发量非常大的话，悲观锁会产生很严重的性能问题
响应速度：要求响应速度搞，建议使用乐观锁，成功就成功，失败就失败
冲突频率：冲突频率很高建议使用悲观锁
重试代价：重试代价大，建议使用悲观锁
读多写少：推荐使用乐观锁

django事务操作：

每个视图函数开启
from django.db import transaction
@transaction.atomic
def seckill(request):

局部开启
from django.db import transaction
def seckill(request):
	with transaction.atomic():
		pass
	return HttpResponse('秒杀成功')

保存点，回滚保存点Savepoint
设置回滚点：sid = transaction.savepoint()
提交(从回滚点开始)：transaction.savepoint_commit(sid)
提交(整个事务)：transaction.commit()
回滚到回滚点：transaction.savepoint_rollback(sid)   transaction.rollback()
事务提交后回调函数：transaction.on_commit(send_email)

django中事务的使用：

from django.shortcuts import render,HttpResponse
from django.db import transaction
from .models import Book,Order
# Create your views here.

def seckill(request):
    with transaction.atomic():
        sid = transaction.savepoint()
        print(sid)  # s96612_x1
        try:
            book = Book.objects.get(pk=1)
            book.name = '红楼梦'
            book.save()
            '''book表中有数据，order表中没有数据，所以try代码会报错，走道except会回滚，如果是order
            表中有数据，book表中书名会修改成功'''
            Order.objects.get(pk=1)
            '''从回滚点开始，提交事务'''
            transaction.savepoint_commit(sid)
        except Exception as e:
            transaction.savepoint_rollback(sid)
            print('出异常了，回滚')

    return HttpResponse('秒杀成功')

事务执行成功之后还可以执行回调函数：

from django.shortcuts import render,HttpResponse
from django.db import transaction
from .models import Book,Order
# Create your views here.

def send_email():
    print('发邮件了')

def seckill(request):
	'''开启事务'''
    with transaction.atomic():

        book = Book.objects.get(pk=1)
        book.count -= 1
        book.save()
        transaction.on_commit(send_email)

    return HttpResponse('秒杀成功')

现在用代码实现悲观锁：只要在orm中加入了select_for_update()，这一行代码就加上了锁，直到事务结束，用@transaction.atomic就是视图函数执行完毕事务才结束。由于我们的筛选条件是.filter(pk=1).first()，我们的悲观锁是行锁，这个事务只锁定这一行。如果我们查询的是表中所有数据(.all())，那么锁就变成了表锁。只要加了锁，线程执行就变成了串行。
使用场景：秒杀

import time

@transaction.atomic
def seckill(request):
    '''设置回滚点'''
    sid = transaction.savepoint()
    '''只要执行了select_for_update()，开启悲观锁，直到事务结束才释放锁(如果事务范围想控制小一些可以使用with)'''
    book_obj = Book.objects.select_for_update().filter(pk=1).first()
    time.sleep(4)
    if book_obj.count > 0:
        count = book_obj.count - 1
        book_obj.count = count
        book_obj.save()
        Order.objects.create(order_id='weyqwui',order_name='www')
        return HttpResponse('秒杀成功')
    else:
        return HttpResponse('库存不足，秒杀失败')

乐观锁代码实现：思路是在拿到数据的时候先记录一下，然后在修改的时候加一条筛选条件，除了pk或者name还应该加一条库存，如果筛选不到，回滚，继续修改。直到修改成功，或者库存为0秒杀失败：

@transaction.atomic
def seckill(request):
    # 锁住查询到的book对象，直到事务结束
    sid = transaction.savepoint()
    book = Book.objects.filter(pk=1).first()  # 没加锁
    count = book.count
    print('现在的库存为：%s' % count)
    if book.count > 0:
        print('库存可以，下单')
        Order.objects.create(order_id=str(datetime.datetime.now()), order_name='测试订单')
        # 库存-1，扣减的时候，判断库存是不是上面查出来的库存，如果不是，就回滚
        time.sleep(random.randint(1, 4))  # 模拟延迟
        res = Book.objects.filter(pk=1, count=count).update(count=count - 1)
        if res >= 1:  # 表示修改成功
            transaction.savepoint_commit(sid)
            return HttpResponse('秒杀成功')
        else:  # 修改不成功，回滚
            transaction.savepoint_rollback(sid)
            return HttpResponse('被别人改了，回滚，秒杀失败')

    else:
        transaction.savepoint_rollback(sid)
        return HttpResponse('库存不足，秒杀失败')