分布式系统项目,服务器集群,Java分布式系统高并发解决方案

 对于我们开发的网站,如果网站的访问量非常大的话,那么我们就需要考虑相关的并发访问问题了。而并发问题是绝大部分的程序员头疼的问题,

但话又说回来了,既然逃避不掉,那我们就坦然面对吧~今天就让我们一起来研究一下常见的并发和同步吧。

为了更好的理解并发和同步,我们需要先明白两个重要的概念:同步和异步

   1、同步和异步的区别和联系

   所谓同步,可以理解为在执行完一个函数或方法之后,一直等待系统返回值或消息,这时程序是出于阻塞的,只有接收到

        返回的值或消息后才往下执行其它的命令。

        异步,执行完函数或方法后,不必阻塞性地等待返回值或消息,只需要向系统委托一个异步过程,那么当系统接收到返回

        值或消息时,系统会自动触发委托的异步过程,从而完成一个完整的流程。

         同步在一定程度上可以看做是单线程,这个线程请求一个方法后就待这个方法给他回复,否则他不往下执行(死心眼)。

        异步在一定程度上可以看做是多线程的(废话,一个线程怎么叫异步),请求一个方法后,就不管了,继续执行其他的方法。

 同步就是一件事,一件事情一件事的做。
        异步就是,做一件事情,不引响做其他事情。

例如:吃饭和说话,只能一件事一件事的来,因为只有一张嘴。
                但吃饭和听音乐是异步的,因为,听音乐并不引响我们吃饭。

        对于Java程序员而言,我们会经常听到同步关键字synchronized,假如这个同步的监视对象是类的话,那么如果当一个对象

        访问类里面的同步方法的话,那么其它的对象如果想要继续访问类里面的这个同步方法的话,就会进入阻塞,只有等前一个对象

        执行完该同步方法后当前对象才能够继续执行该方法。这就是同步。相反,如果方法前没有同步关键字修饰的话,那么不同的对象

        可以在同一时间访问同一个方法,这就是异步。

        在补充一下(脏数据和不可重复读的相关概念):

       脏数据

  脏读就是指当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时,另外一个事务也访问这个数据,然后使用了这
个数据。因为这个数据是还没有提交的数据,那么另外一个事务读到的这个数据是脏数据(Dirty Data),依据脏数据所做的操作可能是不正确的。
 
   不可重复读
 
  不可重复读是指在一个事务内,多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另外一个事务也访问该同一数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改,那么第一个事务两次读到的数据可能是不一样的。这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的,因此称为是不可重复读

 2、如何处理并发和同步

        今天讲的如何处理并发和同同步问题主要是通过锁机制。

       我们需要明白,锁机制有两个层面。

       一种是代码层次上的,如java中的同步锁,典型的就是同步关键字synchronized,这里我不在做过多的讲解,

       感兴趣的可以参考:http://www.cnblogs.com/xiohao/p/4151408.html

       另外一种是数据库层次上的,比较典型的就是悲观锁和乐观锁。这里我们重点讲解的就是悲观锁(传统的物理锁)和乐观锁。

       悲观锁(Pessimistic Locking):       

       悲观锁,正如其名,它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务,以及来自 外部系统的事务处理)修改持保守态度,因此,

       在整个数据处理过程中,将数据处于锁定状态。

       悲观锁的实现,往往依靠数据库提供的锁机制(也只有数据库层提供的锁机制才能 真正保证数据访问的排他性,否则,即使在本系统

       中实现了加锁机制,也无法保证外部系 统不会修改数据)。 

       一个典型的倚赖数据库的悲观锁调用: 

       select * from account where name=”Erica” for update

       这条 sql 语句锁定了 account 表中所有符合检索条件( name=”Erica” )的记录。

       本次事务提交之前(事务提交时会释放事务过程中的锁),外界无法修改这些记录。 
       Hibernate 的悲观锁,也是基于数据库的锁机制实现。 
       下面的代码实现了对查询记录的加锁:

       String hqlStr ="from TUser as user where user.name=‘Erica‘";

        Query query = session.createQuery(hqlStr);

        query.setLockMode("user",LockMode.UPGRADE); // 加锁

       List userList = query.list();// 执行查询,获取数据

       query.setLockMode 对查询语句中,特定别名所对应的记录进行加锁(我们为 TUser 类指定了一个别名 “user” ),这里也就是对

      返回的所有 user 记录进行加锁。 

      观察运行期 Hibernate 生成的 SQL 语句: 
      select tuser0_.id as id, tuser0_.name as name, tuser0_.group_id
      as group_id, tuser0_.user_type as user_type, tuser0_.sex as sex
      from t_user tuser0_ where (tuser0_.name=‘Erica‘ ) for update
     这里 Hibernate 通过使用数据库的 for update 子句实现了悲观锁机制。 
      Hibernate 的加锁模式有: 
      Ø LockMode.NONE : 无锁机制。 
      Ø LockMode.WRITE : Hibernate 在 Insert 和 Update 记录的时候会自动获取
      Ø LockMode.READ : Hibernate 在读取记录的时候会自动获取。 
      以上这三种锁机制一般由 Hibernate 内部使用,如 Hibernate 为了保证 Update
      过程中对象不会被外界修改,会在 save 方法实现中自动为目标对象加上 WRITE 锁。 
      Ø LockMode.UPGRADE :利用数据库的 for update 子句加锁。 
      Ø LockMode. UPGRADE_NOWAIT : Oracle 的特定实现,利用 Oracle 的 for
      update nowait 子句实现加锁。 
      上面这两种锁机制是我们在应用层较为常用的,加锁一般通过以下方法实现: 
      Criteria.setLockMode
      Query.setLockMode
      Session.lock
      注意,只有在查询开始之前(也就是 Hiberate 生成 SQL 之前)设定加锁,才会 
      真正通过数据库的锁机制进行加锁处理,否则,数据已经通过不包含 for update
      子句的 Select SQL 加载进来,所谓数据库加锁也就无从谈起。

      为了更好的理解select... for update的锁表的过程,本人将要以mysql为例,进行相应的讲解

      1、要测试锁定的状况,可以利用MySQL的Command Mode ,开二个视窗来做测试。

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