并发控制概述
在现代软件开发中，并发控制是确保数据一致性和完整性的关键技术。对于轻量级嵌入式数据库 LiteDB 来说，有效的并发控制机制尤为重要。本文将详细探讨 LiteDB 中的并发控制策略、多线程访问模式以及在多设备数据同步中的应用。
Nuget 安装LiteDB
图片
LiteDB 并发控制基础
锁机制原理
LiteDB 提供了多种锁定机制来管理并发访问：
using LiteDB;
namespace App13
{
publicclass User
{
publicstring Name { get; set; }
publicint Age { get; set; }
}
internal class Program
{
// 数据库实例
privatestatic LiteDatabase _database;
// 创建一个静态对象作为锁对象
privatestatic readonly object _lock = new object();
static void Main(string[] args)
{
ExclusiveLockExample();
SharedLockExample();
}
// 共享锁：允许多个读取操作同时进行
public static void SharedLockExample()
{
using (var db = new LiteDatabase(@"MyData.db"))
{
// 使用共享锁进行读取操作
var collection = db.GetCollection<User>("users");
// 多线程并发读取不会相互阻塞
Parallel.For(0, 10, i =>
{
var users = collection.Find(u => u.Age > 18);
Console.WriteLine($"Thread {i} read {users.Count()} users");
});
}
}
// 排他锁：确保写入操作的原子性
public static void ExclusiveLockExample()
{
using (var db = new LiteDatabase(@"MyData.db"))
{
var collection = db.GetCollection<User>("users");
// 使用静态锁对象替代 this
lock (_lock)
{
// 写入操作
var newUser = new User
{
Name = "张三",
Age = 30
};
collection.Insert(newUser);
}
}
}
}
}
图片
多线程访问模式
读-写并发控制
using LiteDB;
namespace App13
{
// 产品模型类
publicclass Product
{
public ObjectId Id { get; set; }
publicstring Name { get; set; }
public decimal Price { get; set; }
publicint Stock { get; set; }
public DateTime CreateTime { get; set; }
}
publicclass MultiThreadAccess : IDisposable
{
private readonly object _lockObject = new object();
privateconststring DbPath = @"MyData.db";
private readonly ConnectionString _connectionString;
public MultiThreadAccess()
{
// 配置连接字符串，启用文件共享
_connectionString = new ConnectionString
{
Filename = DbPath,
Connection = ConnectionType.Shared // 使用共享连接模式
};
// 初始化数据库
InitializeDatabase();
}
private void InitializeDatabase()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
// 如果集合为空，添加测试数据
if (!collection.Find(Query.All()).Any())
{
var products = new List<Product>
{
new Product
{
Name = "旧产品",
Price = 150.00m,
Stock = 10,
CreateTime = DateTime.Now.AddDays(-10)
},
new Product
{
Name = "常规产品",
Price = 99.99m,
Stock = 20,
CreateTime = DateTime.Now.AddDays(-5)
}
};
collection.InsertBulk(products);
}
}
}
public void SafeConcurrentAccess()
{
try
{
// 为每个操作创建单独的数据库连接
Parallel.Invoke(
() => ReadProducts(),
() => WriteProducts(),
() => UpdateProducts(),
() => DeleteProducts(),
() => QueryProducts()
);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"并发操作出错: {ex.Message}");
}
}
private void ReadProducts()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
try
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
var products = collection.Find(p => p.Price > 100);
Console.WriteLine($"读取到 {products.Count()} 个高价产品");
foreach (var product in products)
{
Console.WriteLine($"产品: {product.Name}, 价格: {product.Price:C}");
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"读取操作失败: {ex.Message}");
}
}
}
private void WriteProducts()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
lock (_lockObject)
{
try
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
var newProduct = new Product
{
Name = $"新产品_{DateTime.Now.Ticks}",
Price = 199.99m,
Stock = 5,
CreateTime = DateTime.Now
};
collection.Insert(newProduct);
Console.WriteLine($"成功添加新产品: {newProduct.Name}");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"写入操作失败: {ex.Message}");
}
}
}
}
private void UpdateProducts()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
lock (_lockObject)
{
try
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
var product = collection.FindOne(p => p.Name == "旧产品");
if (product != null)
{
product.Price *= 1.1m;
product.Stock -= 1;
collection.Update(product);
Console.WriteLine($"更新产品价格: {product.Name} 新价格: {product.Price:C}");
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"更新操作失败: {ex.Message}");
}
}
}
}
private void DeleteProducts()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
lock (_lockObject)
{
try
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
var result = collection.DeleteMany(p => p.Stock == 0);
Console.WriteLine($"删除了 {result} 个库存为0的产品");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"删除操作失败: {ex.Message}");
}
}
}
}
private void QueryProducts()
{
using (var db = new LiteDatabase(_connectionString))
{
try
{
var collection = db.GetCollection<Product>("products");
var query = collection.Query()
.Where(p => p.Price >= 100 && p.Stock > 0)
.OrderByDescending(p => p.CreateTime)
.Select(p => new { p.Name, p.Price, p.Stock })
.Limit(5)
.ToList();
Console.WriteLine("\n最新的5个高价产品:");
foreach (var item in query)
{
Console.WriteLine($"名称: {item.Name}, 价格: {item.Price:C}, 库存: {item.Stock}");
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"查询操作失败: {ex.Message}");
}
}
}
public void Dispose()
{
// 实现 IDisposable
GC.SuppressFinalize(this);
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("开始多线程数据库访问测试...\n");
using (var demo = new MultiThreadAccess())
{
// 执行多次并发测试
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
Console.WriteLine($"\n=== 测试轮次 {i + 1} ===\n");
demo.SafeConcurrentAccess();
Thread.Sleep(1000); // 暂停一秒后进行下一轮测试
}
}
Console.WriteLine("\n测试完成！按任意键退出...");
Console.ReadKey();
}
}
}
图片
Connection = ConnectionType.Shared 这是重点。
性能注意事项
- LiteDB 是单线程数据库，并发控制依赖于应用层锁
- 对于高并发场景，考虑使用更强大的数据库系统
- 优化锁的使用范围，减少锁定时间
- 尽可能使用细粒度锁
- 避免长时间持有锁
- 使用 Parallel.For 和 Task 进行并发操作
- 实现详细的错误处理和日志记录
总结
这篇文章主要讨论了LiteDB数据库的并发控制机制。文章介绍了共享锁和排他锁两种锁机制的实现方式，以及在多线程环境下如何安全地进行数据读写操作。同时还探讨了多设备数据同步的实现方案，包括时间戳比对和冲突解决策略。由于LiteDB是单线程数据库，文章强调了在应用层实现适当的锁策略和同步技术的重要性，以确保数据一致性和完整性。
