含版本編號的樂觀鎖定 - Amazon DynamoDB
何時使用樂觀鎖定取捨模式設計實作

本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

含版本編號的樂觀鎖定

樂觀鎖定是一種策略，可在寫入時偵測衝突，而不是阻止衝突。每個項目都包含一個版本屬性，每次更新都會遞增。更新項目時，您會包含條件表達式，以檢查版本號碼是否符合應用程式上次讀取的值。如果另一個程序同時修改項目，則條件會失敗，且 DynamoDB 會傳回 ConditionalCheckFailedException。

何時使用樂觀鎖定

樂觀鎖定非常適合下列情況：

  • 多個使用者或程序可能會更新相同的項目，但衝突不常發生。

  • 重試失敗的寫入對您的應用程式來說並不昂貴。

  • 您想要避免管理分散式鎖定的額外負荷和複雜性。

常見的範例包括電子商務庫存更新、協作編輯平台和金融交易記錄。

取捨

在高度爭用中重試額外負荷

在高並行環境中，衝突發生的可能性提高，可能造成更多重試與更高的寫入成本。

實作複雜度

將版本控制新增至項目和處理條件式檢查，會增加應用程式邏輯的複雜性。適用於 Java v2 的 AWS SDK 增強型用戶端透過 @DynamoDbVersionAttribute註釋提供內建支援，可自動為您管理版本編號。

模式設計

在每個項目中包含版本屬性。以下為簡單的結構設計：

  • 分割區索引鍵 – 每個項目的唯一識別符 （例如 ItemId)。

  • 屬性：

    • ItemId – 項目的唯一識別碼。

    • Version – 表示項目版本編號的整數。

    • QuantityLeft – 項目的剩餘庫存。

首次建立項目時，Version 屬性會設為 1。每次更新時，版本編號會遞增 1。

ItemID （分割區索引鍵） 版本 QuantityLeft
香蕉 1 10
Apples 1 5
橘色 1 7

實作

若要實作樂觀鎖定，請遵循下列步驟：

  1. 讀取項目的當前版本。

    def get_item(item_id):
    response = table.get_item(Key={'ItemID': item_id})
    return response['Item']

item = get_item('Bananas')
current_version = item['Version']

  2. 使用檢查版本編號的條件表達式更新項目。

    def update_item(item_id, qty_bought, current_version):
    try:
        response = table.update_item(
            Key={'ItemID': item_id},
            UpdateExpression="SET QuantityLeft = QuantityLeft - :qty, Version = :new_v",
            ConditionExpression="Version = :expected_v",
            ExpressionAttributeValues={
                ':qty': qty_bought,
                ':new_v': current_version + 1,
                ':expected_v': current_version
            },
            ReturnValues="UPDATED_NEW"
        )
        return response
    except ClientError as e:
        if e.response['Error']['Code'] == 'ConditionalCheckFailedException':
            print("Version conflict: another process updated this item.")
        raise

  3. 使用新讀取重試來處理衝突。

    每次重試都需要額外的讀取，因此請限制重試的總數。

    def update_with_retry(item_id, qty_bought, max_retries=3):
    for attempt in range(max_retries):
        item = get_item(item_id)
        try:
            return update_item(item_id, qty_bought, item['Version'])
        except ClientError as e:
            if e.response['Error']['Code'] != 'ConditionalCheckFailedException':
                raise
            print(f"Retry {attempt + 1}/{max_retries}")
    raise Exception("Update failed after maximum retries.")

對於 Java 應用程式，適用於 Java v2 的 AWS SDK 增強型用戶端透過 @DynamoDbVersionAttribute註釋提供內建的樂觀鎖定支援，該註釋會自動為您管理版本編號。

如需條件表達式的詳細資訊，請參閱 DynamoDB 條件表達式 CLI 範例。