如何线程安全地读取和写入数据库？

Question

我正在编写 Java API，并且正在使用 MySQL。线程安全读写数据库的最佳实践是什么？

例如，采用以下createUser 方法：

// Create a user
// If the account does not have any users, make this
// user the primary account user
public void createUser(int accountId) {
    String sql =
            "INSERT INTO users " +
            "(user_id, is_primary) " +
            "VALUES " +
            "(0, ?) ";
    try (
            Connection conn = JDBCUtility.getConnection();
            PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql)) {

        int numberOfAccountsUsers = getNumberOfAccountsUsers(conn, accountId);
        if (numberOfAccountsUsers > 0) {
            ps.setString(1, null);
        } else {
            ps.setString(1, "y");
        }

        ps.executeUpdate();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// Get the number of users in the specified account
public int getNumberOfAccountsUsers(Connection conn, int accountId) throws SQLException {
    String sql =
            "SELECT COUNT(*) AS count " +
            "FROM users ";
    try (
            PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
            ResultSet rs = ps.executeQuery()) {

        return rs.getInt("count");
    }
}

假设源 A 调用 createUser，并且刚刚读取到帐户 ID 100 有 0 个用户。然后，源 B 调用createUser，在源 A 执行更新之前，源 B 也读取到帐户 ID 有 0 个用户。因此，来源 A 和来源 B 都创建了主要用户。

这种情况如何安全实施？

Answer 1

这种事情就是事务的用途，它们允许您输入多个语句，并保证某种一致性。从技术上讲，原子性、一致性、隔离性和持久性，请参阅https://*/q/974596。

您可以使用

锁定行

select for update 

并且锁会一直持有到交易结束。

对于这种情况，您可能会锁定整个表，运行 select 以计算行数，然后执行插入。锁定表后，您知道选择和插入之间的行数不会改变。

通过将 select 放在 insert 中来消除对 2 个语句的需求是一个好主意。但一般来说，如果您使用数据库，您需要了解事务。

对于本地 jdbc 事务（相对于 xa 事务），您需要对参与同一事务的所有语句使用相同的 jdbc 连接。一旦所有语句都运行完毕，请在连接上调用 commit。

易于使用事务是spring框架的一个卖点。

Answer 2

问题概述

首先，您的问题与线程安全无关，它与可以更好地优化的事务和代码有关。

如果我没看错，您尝试将第一个用户设置为主用户。我可能根本不会采用这种方法（也就是说，第一个用户有一个 is_primary 行），但如果我这样做了，我根本不会在你的 Java 应用程序中包含那个条件。每次创建用户时，您不仅要评估条件，而且还要对数据库进行不必要的调用。相反，我会像这样重构。

代码

首先，确保你的桌子是这样的。

CREATE TABLE `users` (
     user_id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
     is_primary CHAR(1),
     name VARCHAR(30),
     PRIMARY KEY (user_id)
);

换句话说，您的 user_id 应该是 auto_increment 和 not null。我包含了name 列，因为它有助于说明我在下面的观点（但您可以将其替换为用户表上除user_id 和is_primary 之外的其他列）。我也将user_id 设为主要，因为它可能是。

如果你只想修改你当前的表，它会是这样的。

ALTER TABLE `users` MODIFY COLUMN `user_id` INT not null auto_increment;

然后创建一个触发器，这样每次您插入一行时，它都会检查它是否是第一行，如果是，它会相应地更新。

delimiter |
    CREATE TRIGGER primary_user_trigger 
    AFTER INSERT ON users
      FOR EACH ROW BEGIN

        IF NEW.user_id = 1 THEN
           UPDATE users SET is_primary = 'y' where user_id = 1;
        END IF;
      END;
| delimiter ;

此时，您只需使用 createUser 方法将新记录插入数据库，而您根本不需要指定 user_id 或主字段。所以假设你的桌子是这样的：

您的 createUser 方法基本上如下所示

// Create a user
// If the account does not have any users, make this
// user the primary account user
public void createUser(String name) {
    String sql =
            "INSERT INTO users (name) VALUES(?)"
    try (
            Connection conn = JDBCUtility.getConnection();
            PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql));

            ps.setString(1, name);
            ps.executeUpdate();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

运行两次用户表看起来像

|    user_id   |   is_primary   |   name   |
+--------------+----------------+----------+
|      1       |       y        |   Jimmy  |
---------------+----------------+----------+
|      2       |       null     |   Cindy  |

但是...

但是，尽管我认为上述解决方案比原始问题中提出的解决方案更好，但我仍然认为这不是处理此问题的最佳方式。不过，在提出任何建议之前，我需要了解更多有关该项目的信息。第一个用户主要是什么？什么是主要用户？如果只有一个，为什么不能手动设置主要用户？有管理控制台吗？等等。

如果你的问题是一个例子......

因此，如果您的问题只是一个示例，用于说明有关事务管理的更大问题，您可以将连接上的自动提交设置为 false 并手动管理您的事务。您可以在 Oracle JDBC Java 文档中阅读有关自动提交的更多信息。此外，如上所述，您可以根据您的具体操作更改表/行级别锁定，但我认为这是解决此问题的一个非常不切实际的解决方案。您还可以将 select 作为子查询包含在内，但同样您只是在为不好的做法贴上创可贴。

总而言之，除非您想完全改变您的主要用户模式，否则我认为这是最有效且组织良好的方式。

Answer 3

我认为最好在一个插入查询中包含设置is_primary 值的条件：

public void createUser(int accountId) {
    String sql = "INSERT INTO users (user_id, is_primary) " +
                 "SELECT 0, if(COUNT(*)=0, 'y', null) " +
                 "FROM users";
   //....
}

所以在多线程环境中运行你的代码是安全的，你可以摆脱getNumberOfAccountsUsers 方法。

为了消除对并发insert 可见性的任何疑问（感谢@tsolakp comment），如the documentation 所述：

并发 INSERT 的结果可能不会立即可见。

您可以为您的插入语句使用相同的Connection 对象，以便 MySql 服务器将按顺序运行它们，

或

对is_primary 列使用unique index，（我假设y 和null 是可能的值。注意所有MySql 引擎都允许多个null 值） ，因此在违反唯一约束的情况下，您只需重新运行insert 查询。这种独特的索引解决方案也适用于您现有的代码。