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写了一个 gorm 乐观锁插件

写了一个 gorm 乐观锁插件_回调函数

前言

最近在用 ​​Go​​ 写业务的时碰到了并发更新数据的场景,由于该业务并发度不高,只是为了防止出现并发时数据异常。

所以自然就想到了乐观锁的解决方案。

实现

乐观锁的实现比较简单,相信大部分有数据库使用经验的都能想到。

UPDATE `table` SET `amount`=100,`version`=version+1 WHERE `version` = 1 AND `id` = 1

需要在表中新增一个类似于 ​​version​​​ 的字段,本质上我们只是执行这段 ​​SQL​​,在更新时比较当前版本与数据库版本是否一致。

写了一个 gorm 乐观锁插件_回调函数_02

如上图所示:版本一致则更新成功,并且将版本号+1;如果不一致则认为出现并发冲突,更新失败。

这时可以直接返回失败,让业务重试;当然也可以再次获取最新数据进行更新尝试。

我们使用的是 ​​gorm​​​ 这个 ​​orm​​ 库,不过我查阅了官方文档却没有发现乐观锁相关的支持,看样子后续也不打算提供实现。

写了一个 gorm 乐观锁插件_回调函数_03

不过借助 ​​gorm​​ 实现也很简单:

type Optimistic struct {
Id int64 `gorm:"column:id;primary_key;AUTO_INCREMENT" json:"id"`
UserId string `gorm:"column:user_id;default:0;NOT NULL" json:"user_id"` // 用户ID
Amount float32 `gorm:"column:amount;NOT NULL" json:"amount"` // 金额
Version int64 `gorm:"column:version;default:0;NOT NULL" json:"version"` // 版本
}

func TestUpdate(t *testing.T) {
dsn := "root:abc123@/test?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local"
db, err := gorm.Open(mysql.Open(dsn), &gorm.Config{})
var out Optimistic
db.First(&out, Optimistic{Id: 1})
out.Amount = out.Amount + 10
column := db.Model(&out).Where("id", out.Id).Where("version", out.Version).
UpdateColumn("amount", out.Amount).
UpdateColumn("version", gorm.Expr("version+1"))
fmt.Printf("#######update %v line \n", column.RowsAffected)
}

这里我们创建了一张 ​​t_optimistic​​​ 表用于测试,生成的 ​​SQL​​ 也满足乐观锁的要求。

不过考虑到这类业务的通用性,每次需要乐观锁更新时都需要这样硬编码并不太合适。对于业务来说其实 ​​version​​ 是多少压根不需要关心,只要能满足并发更新时的准确性即可。

因此我做了一个封装,最终使用如下:

var out Optimistic
db.First(&out, Optimistic{Id: 1})
out.Amount = out.Amount + 10
if err = UpdateWithOptimistic(db, &out, nil, 0, 0); err != nil {
fmt.Printf("%+v \n", err)
}

  • 这里的使用场景是每次更新时将 ​​amount​​ 金额加上 ​​10​​。

这样只会更新一次,如果更新失败会返回一个异常。

当然也支持更新失败时执行一个回调函数,在该函数中实现对应的业务逻辑,同时会使用该业务逻辑尝试更新 N 次。

func BenchmarkUpdateWithOptimistic(b *testing.B) {
dsn := "root:abc123@/test?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local"
db, err := gorm.Open(mysql.Open(dsn), &gorm.Config{})
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
var out Optimistic
db.First(&out, Optimistic{Id: 1})
out.Amount = out.Amount + 10
err = UpdateWithOptimistic(db, &out, func(model Lock) Lock {
bizModel := model.(*Optimistic)
bizModel.Amount = bizModel.Amount + 10
return bizModel
}, 3, 0)
if err != nil {
fmt.Printf("%+v \n", err)
}
})
}

以上代码的目的是:

将 ​​amount​​​ 金额 ​​+10​​​,失败时再次依然将金额+10,尝试更新 ​​3​​ 次;经过上述的并行测试,最终查看数据库确认数据并没有发生错误。

面向接口编程

下面来看看具体是如何实现的;其实真正核心的代码也比较少:

func UpdateWithOptimistic(db *gorm.DB, model Lock, callBack func(model Lock) Lock, retryCount, currentRetryCount int32) (err error) {
if currentRetryCount > retryCount {
return errors.WithStack(NewOptimisticError("Maximum number of retries exceeded:" + strconv.Itoa(int(retryCount))))
}
currentVersion := model.GetVersion()
model.SetVersion(currentVersion + 1)
column := db.Model(model).Where("version", currentVersion).UpdateColumns(model)
affected := column.RowsAffected
if affected == 0 {
if callBack == nil && retryCount == 0 {
return errors.WithStack(NewOptimisticError("Concurrent optimistic update error"))
}
time.Sleep(100 * time.Millisecond)
db.First(model)
bizModel := callBack(model)
currentRetryCount++
err := UpdateWithOptimistic(db, bizModel, callBack, retryCount, currentRetryCount)
if err != nil {
return err
}
}
return column.Error

}

具体步骤如下:

  • 判断重试次数是否达到上限。
  • 获取当前更新对象的版本号,将当前版本号 +1。
  • 根据版本号条件执行更新语句。
  • 更新成功直接返回。
  • 更新失败 ​​affected == 0​​  时,执行重试逻辑。
  • 重新查询该对象的最新数据,目的是获取最新版本号。
  • 执行回调函数。
  • 从回调函数中拿到最新的业务数据。
  • 递归调用自己执行更新,直到重试次数达到上限。

这里有几个地方值得说一下;由于 ​​Go​​​ 目前还不支持泛型,所以我们如果想要获取 ​​struct​​​ 中的 ​​version​​ 字段只能通过反射。

考虑到反射的性能损耗以及代码的可读性,有没有更”优雅“的实现方式呢?

于是我定义了一个 ​​interface​​:

type Lock interface {
SetVersion(version int64)
GetVersion() int64
}

其中只有两个方法,目的则是获取 ​​struct​​​ 中的 ​​version​​​ 字段;所以每个需要乐观锁的 ​​struct​​ 都得实现该接口,类似于这样:

func (o *Optimistic) GetVersion() int64 {
return o.Version
}

func (o *Optimistic) SetVersion(version int64) {
o.Version = version
}

这样还带来了一个额外的好处:

写了一个 gorm 乐观锁插件_乐观锁_04

一旦该结构体没有实现接口,在乐观锁更新时编译器便会提前报错,如果使用反射只能是在运行期间才能进行校验。

所以这里在接收数据库实体的便可以是 ​​Lock​​​ 接口,同时获取和重新设置 ​​version​​ 字段也是非常的方便。

currentVersion := model.GetVersion()
model.SetVersion(currentVersion + 1)

类型断言

当并发更新失败时​​affected == 0​​,便会回调传入进来的回调函数,在回调函数中我们需要实现自己的业务逻辑。

err = UpdateWithOptimistic(db, &out, func(model Lock) Lock {
bizModel := model.(*Optimistic)
bizModel.Amount = bizModel.Amount + 10
return bizModel
}, 2, 0)
if err != nil {
fmt.Printf("%+v \n", err)
}

但由于回调函数的入参只能知道是一个 ​​Lock​​​ 接口,并不清楚具体是哪个 ​​struct​​​,所以在执行业务逻辑之前需要将这个接口转换为具体的 ​​struct​​。

这其实和 ​​Java​​ 中的父类向子类转型非常类似,必须得是强制类型转换,也就是说运行时可能会出问题。

在 ​​Go​​​ 语言中这样的行为被称为​​类型断言​​;虽然叫法不同,但目的类似。其语法如下:

x.(T)
x:表示 interface
T:表示 向下转型的具体 struct

所以在回调函数中得根据自己的需要将 ​​interface​​​ 转换为自己的 ​​struct​​​,这里得确保是自己所使用的 ​​struct​​ ,因为是强制转换,编译器无法帮你做校验,具体能否转换成功得在运行时才知道。

总结

有需要的朋友可以在这里获取到源码及具体使用方式:

​​https://github.com/crossoverJie/gorm-optimistic​​

最近工作中使用了几种不同的编程语言,会发现除了语言自身的语法特性外大部分知识点都是相同的;

比如面向对象、数据库、IO操作等;所以掌握了这些基本知识,学习其他语言自然就能触类旁通了。


写了一个 gorm 乐观锁插件_乐观锁_05



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