66.基于共享锁和排他锁实现悲观锁并发控制
课程大纲
一、共享锁和排他锁的说明
- 共享锁：这份数据是共享的，可以多个线程同时过来获取同一个数据的，然后对这个数据执行读操作。
- 排他锁：是排他的操作，只能一个线程获取排他锁，然后执行增删改操作。
读写锁的分离
如果只是要读取数据的话，那么任意多个线程都可以同时读取数据，每个线程都可以加一个共享锁，但是这个时候，如果有线程要修改数据，那么这个线程就会尝试加排他锁，排他锁会跟共享锁互斥，也就是说，如果有线程加了共享锁，那么就不加排他锁，此时这个线程就必须等待共享锁释放。
这就是说，如果有线程在读数据，就不允许其他线程修改数据反之，也是一样的。如果线程在修改数据，就是加了排他锁。那么其他线程过来要修改数据，也会尝试加排他锁，此时会失败，同时只能有一个线程修改数据。同理，如果此时有线程读取数据，那么会尝试加共享锁，此时也会失败，因为共享锁和排他锁是冲突的。
二、共享锁和排他锁的实验
1、多线程同时加共享锁
有线程读数据，其他线程也能过来读数据
在\elasticsearch\config\scripts\目录下增加judge-lock-2.groovy脚本文件，文件内容为：if (ctx._source.lock_type == 'exclusive') { assert false }; ctx._source.lock_count++
（1）增加一个共享锁
POST /fs/lock/1/_update
{
"upsert": {
"lock_type": "shared",
"lock_count": 1
},
"script": {
"lang": "groovy",
"file": "judge-lock-2"
}
}
（2）其他线程再一次增加共享锁：
POST /fs/lock/1/_update
{
"upsert": {
"lock_type": "shared",
"lock_count": 1
},
"script": {
"lang": "groovy",
"file": "judge-lock-2"
}
}
（3）查看共享锁信息
GET /fs/lock/1
{
"_index": "fs",
"_type": "lock",
"_id": "1",
"_version": 2,
"found": true,
"_source": {
"lock_type": "shared",
"lock_count": 2
}
}
由上可以看出，对于同一份数据，可以由不同的线程增加共享锁。
2、在有共享锁的情况下，其他线程加排他锁
（1）再加排他锁
PUT /fs/lock/1/_create
{ "lock_type": "exclusive" }
排他锁用的不是upsert语法，用的是create语法，要求lock必须不能存在，也就是说要求上锁的线和是第一个上锁的，此时已有共享锁存在，显然lock这个type是存在的，所以会报错。
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "version_conflict_engine_exception",
"reason": "[lock][1]: version conflict, document already exists (current version [3])",
"index_uuid": "IYbj0OLGQHmMUpLfbhD4Hw",
"shard": "3",
"index": "fs"
}
],
"type": "version_conflict_engine_exception",
"reason": "[lock][1]: version conflict, document already exists (current version [3])",
"index_uuid": "IYbj0OLGQHmMUpLfbhD4Hw",
"shard": "3",
"index": "fs"
},
"status": 409
}
3、对共享锁进行解锁
在\elasticsearch\config\scripts\目录下增加 unlock-shared.groovy脚本文件，文件内容为 if (--ctx.source.lock_count==0){ctx.op="delete"}
POST /fs/lock/1/_update
{
"script": {
"lang": "groovy",
"file": "unlock-shared"
}
}
连续解锁2次，此时共享锁就彻底没了。每次解锁一个共享锁，就对lock_count先减1，如果减了1之后是0，那么说明所有的共享锁都解锁完了，此时就就将/fs/lock/1删除，就彻底解锁所有的共享锁。在我的电脑上没有实验成功错误信息如下：
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "remote_transport_exception",
"reason": "[SsqRO_3][127.0.0.1:9300][indices:data/write/update[s]]"
}
],
"type": "illegal_argument_exception",
"reason": "failed to execute script",
"caused_by": {
"type": "script_exception",
"reason": "error evaluating unlock-shared",
"caused_by": {
"type": "null_pointer_exception",
"reason": "Cannot get property 'lock_count' on null object"
},
"script_stack": [],
"script": "",
"lang": "groovy"
}
},
"status": 400
}
4、在已有排他锁的情况下，其他线程再加排他锁
PUT /fs/lock/1/_create
{ "lock_type": "exclusive" }
其他线程同时加锁
PUT /fs/lock/1/_create
{ "lock_type": "exclusive" }
错误信息
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "version_conflict_engine_exception",
"reason": "[lock][1]: version conflict, document already exists (current version [7])",
"index_uuid": "IYbj0OLGQHmMUpLfbhD4Hw",
"shard": "3",
"index": "fs"
}
],
"type": "version_conflict_engine_exception",
"reason": "[lock][1]: version conflict, document already exists (current version [7])",
"index_uuid": "IYbj0OLGQHmMUpLfbhD4Hw",
"shard": "3",
"index": "fs"
},
"status": 409
}
5、在已有排他锁的情况下，其他线程加共享锁
POST /fs/lock/1/_update
{
"upsert": {
"lock_type": "shared",
"lock_count": 1
},
"script": {
"lang": "groovy",
"file": "judge-lock-2"
}
}
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "remote_transport_exception",
"reason": "[4onsTYV][127.0.0.1:9300][indices:data/write/update[s]]"
}
],
"type": "illegal_argument_exception",
"reason": "failed to execute script",
"caused_by": {
"type": "script_exception",
"reason": "error evaluating judge-lock-2",
"caused_by": {
"type": "power_assertion_error",
"reason": "assert false\n"
},
"script_stack": [],
"script": "",
"lang": "groovy"
}
},
"status": 400
}
6、解锁排他锁
DELETE /fs/lock/1
