如何在 Django 中保证并发的数据一致性
1. 关于锁
1.1 乐观锁
乐观锁的出发点是,同一条数据很少会因为并发修改而产生冲突,适用于读多写少的场景,用以提高吞吐量。
实现方式,读取一个字段,执行处理逻辑,当需要更新数据时,再次检查该字段是否和第一次读取一致。如果一致,则更新数据,否则拒绝更新,重新读取后再提交。
1.2 悲观锁
悲观锁的出发点是,当一条数据正在被修改时,不允许其他任何关于这条数据的操作。
实现方式,读取一个字段之后,加锁,不允许其他任何读、写操作。执行处理逻辑,更新数据完毕后,释放锁。
1.3 比较
乐观锁的开销远低于悲观锁。
悲观锁可能会导致死锁。当 A 锁定了 a 资源,需要 b 资源。而 b 被 B 锁定,正在等待 a 资源。此时,导致出现死锁。但是,可以通过设置超时来处理这个问题。
悲观锁可以有效降低冲突后,重试的次数。
乐观锁可以提高响应速度。
2. Django 中的事务
Django 默认每条数据库操作都会被立即提交到数据库。
这样会导致一个问题,如果有一系列的数据库操作构成,要么全部执行,要么就全部都不执行,怎么办?
这时,就需要事务。将一系列数据库操作设置为一个事务,提交给数据库执行。
Django 提供 atomic 装饰器以开启事务。 atomic 使用一个参数来指定数据库的名字。如果不设置值,Django 就会使用系统默认的数据库。
2.1 整个 View 函数开启事务
from django.db import transaction @transaction.atomic def viewfunc(request): # This code executes inside a transaction. do_stuff()
2.2 部分函数 do_more_stuff()
开启事务。
from django.db import transaction def viewfunc(request): # This code executes in autocommit mode (Django's default). do_stuff() with transaction.atomic(): # This code executes inside a transaction. do_more_stuff()
2.3 不要在事务中处理异常
from django.db import transaction def viewfunc(request): do_stuff() try: with transaction.commit_on_success(): do_more_stuff_1() # in transaction try: do_more_stuff_2() # not in transaction except: pass do_more_stuff_3() # in transaction except: pass
当退出原子块时,Django 会查看它是否正常退出或者是否有异常来确定是否提交或者回滚。
如果你捕获并处理原子块中的异常,可以能会隐藏 Django 中发生问题的事实。这样可能会造成非预期的行为。
3. 利用 F 函数更新运算
通常更新数据库的操作,需要将对象读取到内存。在内存中进行修改之后,再写回数据库。
在内存中的操作,如果存在同时操作的情况,会导致运算逻辑错误。
F() 函数的作用就是直接生成 SQL 语句,不必将需要更新的对象读取到内存。避免了并发导致的数据不一致问题。
from django.db.models import F reporter = Reporters.objects.get(name='OICQ') reporter.stories_filed = F('stories_filed') + 1 reporter.save()
4. 利用 select_for_update 函数
select_for_update 使用的是悲观锁。
select for update 函数使用数据库查询语句,select ... for update
对数据库进行操作。
这是数据库层面的,解决并发取数据后再修改的问题方法。
def mark_as_readed(self, notification_id): # 让s elect for update 和 update 语句发生在一个完整的事务里面 with transaction.commit_on_success(): # 使用select_for_update 来保证并发请求同时只有一个请求在处理,其他的请求 # 等待锁释放 notification = Notification.objects.select_for_update().get(pk=notification_id) # 没有必要重复标记一个已经读过的通知 if notication.has_readed: return notification.has_readed = True notification.save() # 在这里更新我们的计数器,嗯,我感觉好极了 self.update_unread_count(-1)