EF Core 乐观、悲观并发控制

目录

并发控制的概念

悲观并发控制

实现

问题

乐观并发控制

实现

RowVersion

实体类及配置

概念

总结

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并发控制的概念

1. 并发控制：避免多个用户同时操作资源造成的并发冲突问题。举例：统计点击量。
2. 最好的解决方案：非数据库解决方案。
3. 数据库层面的两种策略：悲观、乐观。

悲观并发控制

悲观并发控制一般采用行锁、表锁等排他锁对资源进行锁定，确保同时只有一个使用者操作被锁定的资源。

EF Core没有封装悲观并发控制的使用，需要开发人员编写原生SQL语句来使用悲观并发控制。不同数据库的语法不一样。

实现

SQL Server：select * from T_Houses with(updlock) where id=1

如果有其他的查询操作也使用行级锁来查询Id=1的这条数据的话，那些查询就会被挂起，一直到针对这条数据的更新操作完成从而释放这个行锁，代码才会继续执行。

锁是和事务相关的，因此通过BeginTransactionAsync()创建一个事务，并且在所有操作完成后调用CommitAsync()提交事务。

public class Program
{
    class House
    {
        public long Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public string? Owner { get; set; }
    }

    static async Task Main(string[] args)
    {
        //方法1
        //var tom = ChooseHouseAsync("Tom");
        //var lucy = ChooseHouseAsync("Lucy");
        //await Task.WhenAll(tom, lucy);

        //方法2
        ChooseHouseAsync("Tom");
        await ChooseHouseAsync("Lucy");
    }

    public static async Task ChooseHouseAsync(string name)
    {
        using (MyDbContext ctx = new MyDbContext())
        using (var tx = await ctx.Database.BeginTransactionAsync())
        {
            Console.WriteLine($"{name}：准备开启查询锁{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");
            var h = await ctx.Houses.FromSqlInterpolated($"select * from T_Houses with (updlock) where id=1").FirstOrDefaultAsync();
            Console.WriteLine($"{name}：查询锁开启成功{DateTime.Now}.ToString(\"yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff\")");
            if (!string.IsNullOrEmpty(h.Owner))
            {
                if (h.Owner == name)
                {
                    Console.WriteLine($"{name}：房子已经被你抢到了");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine($"{name}：房子已经被{h.Owner}占了");
                }
                return;
            }
            await Task.Delay(5000);
            h.Owner = name;
            Console.WriteLine($"{name}：恭喜你抢到了");
            await ctx.SaveChangesAsync();//执行完释放锁
            Console.WriteLine($"{name}：释放锁{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");
            await tx.CommitAsync();
        }
    }
}

问题

1. 悲观并发控制的使用比较简单；
2. 锁是独占、排他的，如果系统并发量很大的话，会严重影响性能，如果使用不当的话，甚至会导致死锁。
3. 不同数据库的语法不一样。

乐观并发控制

Update T_Houses set Owner=新值 where Id=1 and Owner=旧值

当Update的时候，如果数据库中的Owner值已经被其他操作者更新为其他值了，那么where语句的值就会为false，因此这个Update语句影响的行数就是0，EF Core就知道“发生并发冲突”了，因此SaveChanges()方法就会抛出DbUpdateConcurrencyException异常。

把被并发修改的属性使用IsConcurrencyToken()设置为并发令牌。

builder.Property(h => h.Owner).IsConcurrencyToken();

实现

public static async Task ChooseHouseAsync(string name)
{
    Console.WriteLine($"{name}开始执行");
    using (MyDbContext ctx = new MyDbContext())
    {
        Console.WriteLine($"{name}：准备查询{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");
        var h = await ctx.Houses.FromSqlInterpolated($"select * from T_Houses where id=1 and (Owner is null or Owner='')").FirstOrDefaultAsync();
        Console.WriteLine($"{name}：查询完成{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");
        if (!string.IsNullOrEmpty(h.Owner))
        {
            if (h.Owner == name)
            {
                Console.WriteLine($"{name}：房子已经被你抢到了");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine($"{name}：房子已经被{h.Owner}占了");
            }
            return;
        }
        await Task.Delay(5000);
        h.Owner = name;
        try
        {
            await ctx.SaveChangesAsync();
        }
        catch (DbUpdateConcurrencyException ex)
        {
            var entry=ex.Entries.First();
            var dbValues=await entry.GetDatabaseValuesAsync();
            string newOwner=dbValues.GetValue(nameof(House.Owner));
            Console.WriteLine($"{name}：并发访问冲突，被{newOwner}抢走了");
        }
    }
}

RowVersion

1. SQLServer数据库可以用一个byte[]类型的属性做并发令牌属性，然后使用IsRowVersion()把这个属性设置为RowVersion类型，这样这个属性对应的数据库列就会被设置为ROWVERSION类型。对于ROWVERSION类型的列，在每次插入或更新行时，数据库会自动为这一行的ROWVERSION类型的列其生成新值。
2. 在SQLServer中，timestamp和rowversion是同一种类型的不同别名而已。

实体类及配置

class House
{
    public long Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string? Owner { get; set; }
    public byte[] RowVersion { get; set; }
}

builder.Property(o=>o.RowVersion).IsRowVersion();

概念

1. 在MySQL等数据库中虽然也有类似的timestamp类型，但是由于timestamp类型的精度不够，并不适合在高并发的系统。
2. 非SQLServer中，可以将并发令牌列的值更新为Guid的值。
3. 修改其他属性值的同时，使用h1.RowVersion = Guid.NewGuid()手动更新并发令牌属性的值。

总结

1. 乐观并发控制能够避免悲观锁带来的性能、死锁等问题，因此推荐使用乐观并发控制而不是悲观锁。
2. 如果有一个确定的字段要被进行并发控制，那么使用IsConcurrencyToken()把这个字段设置为并发令牌即可； 
3. 如果无法确定一个唯一的并发令牌列，那么就可以引入一个额外的属性设置为并发令牌，并且在每次更新数据的时候，手动更新这一列的值。如果用的是SQLServer数据库，那么也可以采用RowVersion列，这样就不用开发者手动来在每次更新数据的时候，手动更新并发令牌的值了。