Implicit Lock (Скрытая блокировка)

Паттерн проектирования Implicit Lock

Описание Implicit Lock

Позволяет коду фреймворка или супертипа уровня использовать локальные блокировки

Суть всех блокировок в том, что при их использовании нельзя делать исключений. Если забыть написать одну строку кода, которая вызывает блокировку, можно придти к полной бесполезности всей блокировочной схемы. Не вызвав блокировку на чтение, даже если остальные транзакции её используют, можно поставить под вопрос актуальность данных. В целом - если что-то может быть заблокировано где-то, оно должно блокироваться везде. Игнорируя это правило, блокировочные стратегии приложений рискуют целостностью данных. Если не завершить блокировку вовремя, то с данными ничего плохого не случится, однако, это приведёт к провалу производительности. Из-за сложности тестирования локальных блокировок, такие ошибки могут пройти все тесты и не быть обнаруженными

Единственное решение здесь - не дать разработчикам ошибиться. Задачи, использующие блокировки, которые не могут быть невыявленными, должны быть обработаны не явно для разработчика, но скрыто для приложения. А тот факт, что большинство приложений промышленного масштаба используют нектотрый набор фреймворков, Layer Supertype и генерацию кода, даёт большие возможности для внедрения паттерна Implicit Lock.

Реализация в популярных СУБД

PostgreSQL

PostgreSQL поддерживает скрытые блокировки через различные механизмы:

Automatic Locking - автоматические блокировки
Trigger-Based Locking - блокировки через триггеры
Function-Based Locking - блокировки через функции

-- Создание функции с автоматической блокировкой
CREATE OR REPLACE FUNCTION update_user_with_lock(
    user_id INTEGER,
    new_name VARCHAR
) RETURNS BOOLEAN AS $$
BEGIN
    -- Автоматическая блокировка строки
    PERFORM * FROM users WHERE id = user_id FOR UPDATE;
    
    -- Обновление данных
    UPDATE users SET name = new_name WHERE id = user_id;
    
    RETURN TRUE;
EXCEPTION
    WHEN OTHERS THEN
        RETURN FALSE;
END;
$$ LANGUAGE plpgsql;

-- Использование функции
SELECT update_user_with_lock(1, 'New Name');

MySQL (InnoDB)

MySQL поддерживает скрытые блокировки через различные механизмы:

Stored Procedures - хранимые процедуры
Triggers - триггеры
Functions - функции

-- Создание процедуры с автоматической блокировкой
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE update_user_with_lock(
    IN user_id INT,
    IN new_name VARCHAR(100)
)
BEGIN
    DECLARE EXIT HANDLER FOR SQLEXCEPTION
    BEGIN
        ROLLBACK;
        RESIGNAL;
    END;
    
    START TRANSACTION;
    
    -- Автоматическая блокировка строки
    SELECT * FROM users WHERE id = user_id FOR UPDATE;
    
    -- Обновление данных
    UPDATE users SET name = new_name WHERE id = user_id;
    
    COMMIT;
END //
DELIMITER ;

-- Использование процедуры
CALL update_user_with_lock(1, 'New Name');

Oracle Database

Oracle предоставляет мощные механизмы для скрытых блокировок:

PL/SQL Packages - пакеты PL/SQL
Triggers - триггеры
Functions - функции

-- Создание пакета с автоматической блокировкой
CREATE OR REPLACE PACKAGE user_locking AS
    FUNCTION update_user_with_lock(
        p_user_id NUMBER,
        p_new_name VARCHAR2
    ) RETURN BOOLEAN;
END user_locking;
/

CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY user_locking AS
    FUNCTION update_user_with_lock(
        p_user_id NUMBER,
        p_new_name VARCHAR2
    ) RETURN BOOLEAN IS
    BEGIN
        -- Автоматическая блокировка строки
        SELECT * FROM users WHERE id = p_user_id FOR UPDATE;
        
        -- Обновление данных
        UPDATE users SET name = p_new_name WHERE id = p_user_id;
        
        COMMIT;
        RETURN TRUE;
    EXCEPTION
        WHEN OTHERS THEN
            ROLLBACK;
            RETURN FALSE;
    END;
END user_locking;
/

-- Использование пакета
SELECT user_locking.update_user_with_lock(1, 'New Name') FROM dual;

SQL Server

SQL Server поддерживает скрытые блокировки через различные механизмы:

Stored Procedures - хранимые процедуры
Functions - функции
Triggers - триггеры

-- Создание процедуры с автоматической блокировкой
CREATE PROCEDURE update_user_with_lock
    @user_id INT,
    @new_name NVARCHAR(100)
AS
BEGIN
    SET NOCOUNT ON;
    
    BEGIN TRY
        BEGIN TRANSACTION;
        
        -- Автоматическая блокировка строки
        SELECT * FROM users WITH (UPDLOCK) WHERE id = @user_id;
        
        -- Обновление данных
        UPDATE users SET name = @new_name WHERE id = @user_id;
        
        COMMIT TRANSACTION;
        SELECT 1 AS result;
    END TRY
    BEGIN CATCH
        ROLLBACK TRANSACTION;
        SELECT 0 AS result;
    END CATCH
END;

-- Использование процедуры
EXEC update_user_with_lock @user_id = 1, @new_name = 'New Name';

SQLite

SQLite поддерживает скрытые блокировки через пользовательские механизмы:

Custom Functions - пользовательские функции
Triggers - триггеры
Views - представления

-- Создание функции с автоматической блокировкой
CREATE TABLE user_locks (
    user_id INTEGER PRIMARY KEY,
    locked_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- Создание триггера для автоматической блокировки
CREATE TRIGGER user_update_lock
BEFORE UPDATE ON users
BEGIN
    INSERT OR REPLACE INTO user_locks (user_id, locked_at)
    VALUES (NEW.id, CURRENT_TIMESTAMP);
END;

-- Обновление данных (блокировка происходит автоматически)
UPDATE users SET name = 'New Name' WHERE id = 1;

Сравнение механизмов

СУБД	Встроенная поддержка	Производительность	Простота реализации
PostgreSQL	Полная	Высокая	Высокая
MySQL	Полная	Высокая	Высокая
Oracle	Полная	Очень высокая	Высокая
SQL Server	Полная	Высокая	Высокая
SQLite	Частичная	Средняя	Средняя

Паттерны реализации

Framework-Based Locking

-- Автоматическая блокировка через фреймворк
@Entity
@Table(name = "users")
public class User {
    @Id
    private Long id;
    
    @Version
    private Integer version;
    
    private String name;
    
    // Автоматическая блокировка при обновлении
    @PreUpdate
    public void preUpdate() {
        // Логика блокировки
    }
}

ORM-Based Locking

-- Автоматическая блокировка через ORM
class User < ActiveRecord::Base
  # Автоматическая блокировка при обновлении
  def update_with_lock(attributes)
    with_lock do
      update(attributes)
    end
  end
end

Service-Based Locking

-- Автоматическая блокировка через сервис
@Service
public class UserService {
    
    @Transactional
    public void updateUser(Long id, String name) {
        // Автоматическая блокировка через транзакцию
        User user = userRepository.findById(id);
        user.setName(name);
        userRepository.save(user);
    }
}

Использована иллюстрация с сайта Мартина Фаулера.

Источник