一種數據加鎖及解鎖的方法及裝置與流程

2024-03-31 00:24:05 2

本申請涉及信息技術領域，尤其涉及一種數據加鎖及解鎖的方法及裝置。

背景技術：

隨著信息化社會的發展，人們的工作和生活會產生大量的數據信息，而簡單原始的數據管理方式(如，人工管理，文件系統)，並不能滿足人們的方便快捷的管理大量數據的需求，於是如何充分有效地管理和利用各類信息資源，成為人們在信息化社會中首要解決的問題。其中，資料庫技術便是現在人們通用的解決如何管理大量數據的方法，這也使得資料庫技術成為管理信息系統、辦公自動化系統、決策支持系統等各類信息系統的核心部分，是進行科學研究和決策管理的重要技術手段。

現有資料庫技術中，其特點之一便是數據共享性高，由於資料庫系統中存儲管理的數據是面向整體使用用戶的，所以數據可以被多個用戶或應用程式共享使用。而當數據被調用後，該段數據可能會被修改，若一個數據同時被多個用戶調用，則會出現返回的數據不一致，導致該數據出現錯誤的情況。現有技術中一般使用內存鎖或者行鎖來保證資料庫系統中數據的一致性，減少資料庫系統中出現髒數據的問題。

但是，在使用內存鎖鎖定資源時，當對該資源的處理完畢後，需要手動解除該內存鎖，由於內存鎖的釋放必須在資料庫事務提交之前，否則會形成死鎖而無法正常釋放，而釋放內存鎖與提交事務之間存在時間差，這就使得其他的線程有可能在該資源的內存鎖解除後、事務提交之前搶佔該資源。相當於該資源同時被兩個不同的線程搶佔了，而當兩個線程返回不同的結果時，該資源就會出現錯誤，從而導致資料庫系統出現髒數據、數據一致性低的問題。

在使用行鎖時，行鎖會鎖定資料庫系統中某一個表中的某一個數據，當多個線程搶奪同一個數據時，只有一個線程可以鎖定該數據，其他線程只能等待該數據的行鎖解除，而該行鎖的解除只有等到該線程所在的事務提交後才會解除。這就使得，若出現一個需要長時間處理的事務，其中的線程採用行鎖對某個數據加鎖時，其他需要調用該數據的線程只能一直等待，而不能進行其他操作，直到鎖定該數據的行鎖解除，從而導致資料庫事務的執行效率低的問題。

技術實現要素：

本申請實施例提供一種數據加鎖及解鎖的方法及裝置，用以解決現有技術中使用內存鎖導致資料庫系統出現髒數據，數據一致性低，使用行鎖導致資料庫事務的執行效率低的問題。

本申請實施例提供的一種數據加鎖及解鎖的方法，包括：

確定資料庫事務需要調用的數據集；

採用內存鎖和行鎖對所述數據集進行加鎖；

當所述資料庫事務執行完畢後，判斷所述內存鎖是否釋放；

若是，則允許提交所述資料庫事務，並在提交所述資料庫事務時釋放所述行鎖；

若否，則不允許提交所述資料庫事務。

本申請實施例提供的一種數據加鎖及解鎖的裝置，包括：

確定模塊，用於確定資料庫事務需要調用的數據集；

加鎖模塊，用於採用內存鎖和行鎖對所述數據集進行加鎖；

判斷提交模塊，用於當所述資料庫事務執行完畢後，判斷所述內存鎖是否釋放，若是，則允許提交所述資料庫事務，並在提交所述資料庫事務時釋放所述行鎖，若否，則不允許提交所述資料庫事務。

本申請實施例提供一種數據加鎖及解鎖的方法及裝置，該方法通過同時採用內存鎖和行鎖對資料庫事務需要調用的數據集進行加鎖，使得其他事務或線 程在對所述已加鎖的數據集調用時，會因為內存鎖的機制，直接返回調用失敗的結果，而不會長時間等待，所以其他需要調用該數據集的線程可以繼續執行其他操作，從而提高了資料庫事務的執行效率。並且，在本申請實施例中該資料庫事務處理完畢後，需要先確認用戶手動釋放內存鎖後，才允許該資料庫事務提交。而在該內存鎖釋放之後，該資料庫事務調用的數據集仍然被行鎖鎖定，在行鎖的機制中，只有在該資料庫事務提交時該行鎖才會自動釋放，因此其他事務或線程不會在該資料庫事務提交前調用到該數據集，只能在該資料庫事務提交後(同時行鎖自動釋放後)調用到該數據集，所以避免了資料庫系統中因為單獨使用內存鎖而導致資料庫系統中數據一致性低的問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為本申請實施例提供的數據加鎖及解鎖的過程；

圖2為本申請實施例提供的數據加鎖及解鎖的裝置示意圖。

具體實施方式

由於內存鎖或行鎖各自的運行機制，現有技術中採用內存鎖或者行鎖對資料庫系統中數據集進行加鎖或解鎖時，資料庫系統中容易出現數據一致性低，或者出現資料庫事務的執行效率低的問題。因此，為了提高資料庫系統中數據的一致性和資料庫事務的執行效率，本申請實施例同時採用內存鎖和行鎖對資料庫事務需要調用的數據集進行加鎖，使得其他事務或線程在本方案對所述已加鎖的數據集調用時，會因為內存鎖的機制，直接返回調用失敗的結果，而不會長時間等待，所以其他需要調用該數據集的線程可以繼續執行其他操作，從而提高了資料庫事務的執行效率。並且，在本申請實施例中該資料庫事務處理 完畢後，需要先確認用戶手動釋放內存鎖後，才允許該資料庫事務提交。而在內存鎖釋放之後，該資料庫事務調用的數據集仍然被行鎖鎖定，由於在行鎖的機制中，一旦該資料庫事務提交便會自動釋放，因此其他事務或線程不會在該資料庫事務提交前調用到該數據集，只能在該資料庫事務提交後調用到該數據集，所以避免了資料庫系統中因為單獨使用內存鎖而導致資料庫系統中數據一致性低的問題。

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

圖1為本申請實施例提供的數據加鎖及解鎖的過程，具體包括以下步驟：

S101：確定資料庫事務需要調用的數據集。

在本申請實施例中，所述的資料庫事務可以是在資料庫系統中執行的，具體的，該資料庫事務可以是由客戶端直接發送給資料庫系統執行的，也可以是由客戶端發送指令給資料庫系統(客戶端可直接發送指令給資料庫系統，也可通過伺服器將指令發送給資料庫系統)，資料庫系統根據該指令生成並執行相應的資料庫事務。

當由資料庫系統根據客戶端發送的指令生成資料庫事務時，該指令在資料庫系統中可對應一個或多個業務代碼，資料庫系統則可根據該指令對應的業務代碼生成相應的資料庫事務。

另外，上述的資料庫系統可以由兩類伺服器組成，一類是用於生成和執行包含各種業務代碼的資料庫事務的應用伺服器，另一類是只用於存儲數據的資料庫伺服器。其中，該應用伺服器和資料庫伺服器，可以是一個也可以是多個。而且，應用伺服器除了可以用於生成和執行資料庫事務以外，還可執行如調用數據、對數據加鎖、將數據的鎖釋放等操作。使用這種形式的資料庫系統，可 以使資料庫系統的管理、升級、擴容都相對簡便，同時，其可處理的業務代碼和存儲的數據都較多。當然，本申請中所述的資料庫系統也可以是其他形式的資料庫系統，本申請對此不做限定。

在本申請實施例中，資料庫系統(具體可以是上述的應用伺服器)在確定資料庫事務需要調用的數據集時，具體可根據該資料庫事務中包含的各業務代碼，確定所有需要調用的數據(這些數據具體可存儲在上述的資料庫伺服器中)，確定出的這些數據就構成了本申請中所述的數據集。

例如，假設在一個銀行系統中，張先生對自己的帳戶做出了向王先生帳戶轉帳200元人民的操作，則該銀行對應的資料庫系統接收到了「將帳戶A中的存款200元人民幣轉帳到帳號B中」的指令，其中，帳戶A代表張先生的帳戶，帳戶B代表王先生的帳戶。該指令對應的資料庫事務則包含「將帳戶A的人民幣數值減少200」和「將帳戶B的人民幣數值增加200」分別對應的兩個業務代碼，簡稱業務代碼a和業務代碼b。則應用伺服器根據該業務代碼a和業務代碼b可以確定該資料庫事務需要調用的數據集。其中，該數據集包含：帳戶A的用戶名(張某某)、帳戶A的用戶屬性(如，張某某的身份證號、帳戶種類等)、帳戶A的帳戶餘額(如，人民幣餘額、外幣餘額、信用卡消費餘額、繳納貸款餘額等)、帳戶B的用戶名(王某某)、帳戶B的用戶屬性、帳戶B的帳戶餘額這六個數據，這六個數據共同組成了該資料庫事務需要調用的數據集。

S102：採用內存鎖和行鎖對所述數據集進行加鎖。

通過步驟S101確定了資料庫事務需要調用的數據集後，為了保證資料庫系統中數據的一致性，需要將該確定的數據集進行加鎖處理，使得在本資料庫事務進行過程中，調用的該數據集不會被運行其他資料庫事務的線程調用。於是，在本申請實施例中，可同時採用內存鎖和行鎖對確定出的數據集進行加鎖。

具體的，可先採用內存鎖對該數據集進行加鎖處理，再採用行鎖對所述數據集進行加鎖處理。

之所以先使用內存鎖進行加鎖處理的原因是，在採用內存鎖對一個數據集加鎖後，其他線程若再調用該數據集時，則會立刻獲得一個調用出錯的結果，而其他線程一旦接收到調用出錯的結果，就不會一直等待內存鎖的釋放，可以執行其他操作。而如果先採用行鎖對數據集加鎖再採用內存鎖對數據集加鎖，那麼當一個數據集被加上行鎖後、尚未被內存鎖加鎖之前，若其他線程調用該數據集中的數據，則資料庫系統並不會給其他線程返回調用出錯的結果，這就會使其他線程一直等待該行鎖的釋放。而其他線程這種無謂的等待會使得整個資料庫系統中的各資料庫事務的執行效率降低。於是先對該數據集採用內存鎖進行加鎖處理，則可以在保證資料庫系統中數據的一致性的前提下，保證其他線程不會在一個數據集被加上行鎖後、尚未被內存鎖加鎖之前調用該數據集中的數據，從而可以使其他線程無需浪費等待時間，有效地提高資料庫事務的執行效率。

需要說明的是，採用內存鎖對數據集加鎖時，是對數據集中的所有數據進行加鎖，具體的，內存鎖可識別數據集中存在的所有數據標識，並對所有的數據標識進行加鎖，從而鎖定數據集中每個數據標識對應的所有數據(一個數據標識對應的數據可能有多個)。繼續沿用上例，由於該資料庫事務中的業務代碼a和業務代碼b包含帳戶A和帳戶B對應的數據標識，假設這兩個數據標識分別為α和β，因此，可根據業務代碼a和業務代碼b識別出數據標識α和β。由於數據標識α對應的數據為帳戶A的用戶名、帳戶A的用戶屬性、帳戶A的帳戶餘額，數據標識β對應的數據為帳戶B的用戶名、帳戶B的用戶屬性、帳戶B的帳戶餘額，則採用內存鎖對數據標識α和β加鎖時，會將上述的所有數據都進行加鎖，即，這時帳戶A和帳戶B對應的所有數據均被鎖定。

進一步的，在採用內存鎖加鎖後，還需要採用行鎖對該數據集加鎖，而行鎖並不能針對數據標識進行加鎖，僅僅是對一個或幾個數據分別進行加鎖，因此，採用行鎖進行加鎖時，可在數據集中確定出該資料庫事務需要調用的數據，再採用行鎖對確定出的數據進行加鎖。繼續沿用上例，張先生的帳戶A中有用 戶名、用戶屬性、帳戶餘額等數據。而該資料庫事務僅僅需要針對張先生帳戶A中的帳戶餘額進行改動，因此，資料庫系統可確定出該數據集中需要調用的數據為帳戶A的帳戶餘額，從而採用行鎖加鎖時，可以只對帳戶A的帳戶餘額採用行鎖加鎖，而無需對其他數據加鎖。

S103：當所述資料庫事務執行完畢後，判斷所述內存鎖是否釋放，若是，則執行步驟S104，否則，執行步驟S105。

S104：允許提交所述資料庫事務，並在提交所述資料庫事務時釋放所述行鎖。

S105：不允許提交所述資料庫事務。

其中，資料庫系統具體執行資料庫事務的方法並不在本申請的保護範圍之內。

當資料庫事務執行完畢後，由於內存鎖不能自動釋放，只有執行了用戶輸入的釋放函數才會釋放，因此，當該資料庫事務執行完畢後，資料庫系統需要判斷在步驟S102中對該調用的數據集加鎖的內存鎖是否已經釋放。具體的，資料庫系統可判斷是否已經執行了用戶輸入的該內存鎖對應的釋放函數，若已經執行，則可判定該內存鎖已經釋放，若未執行，則可判定該內存鎖尚未釋放。

並且，由於該內存鎖的釋放函數在該資料庫事務提交之後便無法執行了，所以該內存鎖的釋放函數必須在該資料庫事務提交之前執行，而內存鎖的釋放與資料庫事務的提交並不是同步的，於是會出現在釋放內存鎖後、資料庫事務提交前，被內存鎖釋放的數據集被其他線程調取的情況，從而導致出現該數據集一致性被破壞的可能。但是本申請實施例所述的方法在步驟S102中不僅僅加鎖了內存鎖，還加鎖了行鎖，所以即使內存鎖先釋放，也不會出現資料庫事務需要調用的數據被其他線程調用的狀況。

當內存鎖釋放之後，該資料庫事務處於已經執行完畢所有業務代碼，並且對應的內存鎖已經釋放的狀態，而這時該資料庫事務尚未釋放在步驟S102中加鎖的行鎖，所以該資料庫事務下一步還需要進行據庫事務提交和行鎖的釋 放，才能將該資料庫事務全部執行完畢。而由於行鎖的機制是，當資料庫事務執行到資料庫事務提交的指令時，行鎖便自動釋放(即，不需要線程執行任何的釋放行鎖的操作，只需要執行資料庫事務提交的操作，該資料庫事務對應的行鎖就會自動釋放)，所以在釋放內存鎖之後直接提交該資料庫事務，也可以保證資料庫系統中數據的一致性。

於是，在本申請中，當資料庫事務對應的內存鎖被釋放後，可以通過步驟S103判斷該內存鎖是否釋，若是，則執行步驟S104允許提交該資料庫事務，在該資料庫事務提交的同時行鎖自動釋放，若否，則執行步驟S105不允許提交該資料庫事務。

繼續沿用上例，假設當資料庫事務的業務代碼a和業務代碼b均執行完畢後，資料庫系統中的應用伺服器可判斷運行該資料庫事務的線程是否執行了用戶輸入的內存鎖對應的釋放函數。即對數據標識α和β對應的數據組成的數據集是否執行了釋放函數。若已經執行了釋放函數，則判斷該資料庫事務的對應的內存鎖已經釋放，若還沒有執行對應的釋放函數，則判斷該資料庫事務的對應的內存鎖未釋放。

當已經執行了釋放函數時，則資料庫系統對張先生的帳戶A和王先生的帳戶B對應的數據標識α和β的內存鎖加鎖已經被釋放，其他用戶已經可以通過指令訪問或者調用數據標識α和β對應的數據了。但是由於資料庫事務仍然對數據標識α和β中的某些數據保持行鎖的加鎖(如，帳戶A的帳戶餘額仍保持採用行鎖加鎖的狀態)，所以其他用戶仍然無法對張先生的帳戶A的帳戶餘額進行調用，但可以調用數據集中未被行鎖加鎖的數據(如，帳戶A的用戶屬性)。假設在資料庫事務的內存鎖釋放之後，但行鎖尚未釋放之前，正好劉女士想要向張先生的帳戶A轉帳，則劉女士這一行為對應的資料庫事務無法調用帳戶A的帳戶餘額對應的數據，而只能等待帳戶A的帳戶餘額加鎖的行鎖釋放。可見，即便釋放了內存鎖，張先生進行轉帳的資料庫事務也可通過行鎖，來保證資料庫系統中數據的一致性。

同時，由於內存鎖的釋放是在資料庫事務中各業務代碼已經執行完畢的前提條件之下，所以該資料庫事務已經不再包含其他耗時的操作，而只要判斷資料庫事務對應的內存鎖已經被釋放，就可允許提交該資料庫事務，資料庫系統中的應用伺服器在該資料庫事務的提交時，則自動釋放該資料庫事務對應的行鎖。

通過上述方法，在資料庫事務執行時，該資料庫事務調用的數據集可以完好的被內存鎖和行鎖鎖定，使得其他線程無法調用，並且通過應用內存鎖和行鎖的機制，使得其他線程在調用加鎖的數據集時，可以直接獲得調用出錯的返回結果而執行其他操作，無需長時間等待，同時也不會在該資料庫事務提交之前調用到其加鎖行鎖的數據，因此，通過本申請實施例提供的方法，可以有效的保證資料庫系統中數據的一致性，還可以提高各資料庫事務的執行效率。

另外，本申請實施例在步驟S102中資料庫事務採用內存鎖和行鎖對所述數據集進行加鎖時，若該資料庫事務需要調用的數據集已經加鎖其他資料庫事務對應的內存鎖，則該資料庫事務會獲得一個調用出錯的返回結果。執行該資料庫事務的線程便可以執行其他操作，而不會浪費時間等待調用該數據集。

需要說明的是，本申請實施例提供的方法可適用於各類型的資料庫系統中，只要該資料庫系統存在內存鎖和行鎖即可。

以上為本申請實施例提供的數據加鎖及解鎖的方法，基於圖1所示方法同樣的思路，本申請實施例還提供數據加鎖及解鎖的裝置，如圖2所示。

圖2為本申請實施例提供的數據加鎖及解鎖的裝置結構示意圖，具體包括：

確定模塊201，用於確定資料庫事務需要調用的數據集；

加鎖模塊202，用於採用內存鎖和行鎖對所述數據集進行加鎖；

判斷提交模塊203，用於當該資料庫事務執行完畢後，判斷該內存鎖是否釋放，若是，則允許提交所述資料庫事務，並在提交所述資料庫事務時釋放所述行鎖，若否，則不允許提交所述資料庫事務。

所述確定模塊201，用於根據資料庫事務中包含的業務代碼，確定該數據 庫事務需要調用的數據集。

所述加鎖模塊202，用於先採用內存鎖對該數據集進行加鎖，再採用行鎖對該數據集進行加鎖。

所述加鎖模塊202，用於在該數據集中採用行鎖對該數據集進行加鎖時，還用於確定所述資料庫事務需要調用的數據，採用行鎖對確定的所述數據進行加鎖。

所述判斷提交模塊203，用於判斷所述內存鎖是否釋放時，還用於判斷是否已經執行了用戶輸入的所述內存鎖對應的釋放函數，若是，則判定所述內存鎖已經釋放，否則，判定所述內存鎖未釋放。

具體的，上述如圖2所示的認證裝置可以位於資料庫系統中。

在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網絡接口和內存。

內存可能包括計算機可讀介質中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(RAM)和/或非易失性內存等形式，如只讀存儲器(ROM)或快閃記憶體(flash RAM)。內存是計算機可讀介質的示例。

計算機可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數據結構、程序的模塊或其他數據。計算機的存儲介質的例子包括，但不限於相變內存(PRAM)、靜態隨機存取存儲器(SRAM)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內存技術、只讀光碟只讀存儲器(CD-ROM)、數字多功能光碟(DVD)或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁碟存儲或其他磁性存儲設備或任何其他非傳輸介質，可用於存儲可以被計算設備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質不包括暫存電腦可讀媒體(transitory media)，如調製的數據信號和載波。

還需要說明的是，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排 他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者設備中還存在另外的相同要素。

本領域技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統或電腦程式產品。因此，本申請可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本申請可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。

以上所述僅為本申請的實施例而已，並不用於限制本申請。對於本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權利要求範圍之內。