Что такое пессимистическая блокировка в Hibernate и когда её следует использовать?

Концепция пессимистической блокировки

Пессимистическая блокировка исходит из того, что конфликты вероятны, и блокирует ресурс немедленно при чтении. СУБД выполняет SELECT ... FOR UPDATE (или FOR SHARE), удерживая row-level lock до завершения транзакции. Другие транзакции не могут изменить заблокированные строки, пока транзакция не зафиксируется или откатится.

Применяется когда: бизнес-логика требует гарантии, что данные не изменятся между чтением и записью; конфликты часты; retry невозможен или дорог; операция финансовая и нет права на ошибку.

LockModeType в JPA

JPA определяет несколько режимов блокировки через jakarta.persistence.LockModeType:

• PESSIMISTIC_READ — shared lock (SELECT FOR SHARE), другие читают, но не пишут.
• PESSIMISTIC_WRITE — exclusive lock (SELECT FOR UPDATE), другие не читают и не пишут.
• PESSIMISTIC_FORCE_INCREMENT — exclusive lock + инкремент @Version, если она есть.

Использование через EntityManager

@Transactional
public void transferFunds(Long fromId, Long toId, BigDecimal amount) {
    // Блокируем обе записи в предсказуемом порядке (избегаем deadlock)
    Long first = Math.min(fromId, toId);
    Long second = Math.max(fromId, toId);

    BankAccount from = em.find(
        BankAccount.class, first,
        LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE
    );
    BankAccount to = em.find(
        BankAccount.class, second,
        LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE
    );

    if (from.getId().equals(toId)) {
        BankAccount tmp = from; from = to; to = tmp;
    }

    from.debit(amount);
    to.credit(amount);
    // Блокировки освобождаются при коммите транзакции
}

Использование через Spring Data JPA

public interface InventoryRepository extends JpaRepository<Inventory, Long> {

    @Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    @Query("SELECT i FROM Inventory i WHERE i.productId = :productId")
    Optional<Inventory> findByProductIdForUpdate(@Param("productId") Long productId);

    @Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
    @QueryHints(@QueryHint(name = "javax.persistence.lock.timeout", value = "3000"))
    Optional<Inventory> findById(Long id); // Override базового метода с блокировкой
}

Timeout для блокировки

Важно всегда устанавливать timeout, чтобы избежать бесконечного ожидания. В PostgreSQL это lock_timeout:

Map<String, Object> hints = new HashMap<>();
hints.put("jakarta.persistence.lock.timeout", 5000); // 5 секунд
Product product = em.find(Product.class, productId, LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE, hints);

Через JPQL с hint:

TypedQuery<Seat> query = em.createQuery(
    "SELECT s FROM Seat s WHERE s.flightId = :fid AND s.status = 'AVAILABLE'",
    Seat.class
);
query.setParameter("fid", flightId);
query.setMaxResults(1);
query.setLockMode(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE);
query.setHint("jakarta.persistence.lock.timeout", 3000);
Seat seat = query.getSingleResult();

SELECT FOR UPDATE SKIP LOCKED

Для реализации очередей задач (job queue) PostgreSQL поддерживает SKIP LOCKED — пропустить уже заблокированные строки. Через нативный запрос:

@Query(value = "SELECT * FROM tasks WHERE status = 'PENDING' LIMIT 1 FOR UPDATE SKIP LOCKED",
       nativeQuery = true)
@Lock(LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE)
Optional<Task> findNextPendingTask();

Подводные камни

• Deadlock возможен если две транзакции блокируют строки в разном порядке. Решение: всегда блокировать строки в одном детерминированном порядке (например, по ID по возрастанию).
• Пессимистическая блокировка не работает корректно без транзакции — @Transactional обязателен, иначе lock снимается сразу после SELECT.
• Длинные транзакции с пессимистическими блокировками создают высокое lock-contention — избегайте операций ввода-вывода (HTTP-вызовы, файловые операции) внутри заблокированной транзакции.
• В кластере с несколькими репликами чтения пессимистические блокировки работают только на мастере — убедитесь, что запрос направлен на primary.
• Hint jakarta.persistence.lock.timeout=0 означает NOWAIT (немедленно выбросить исключение если lock недоступен) — не означает отключение timeout.
• При использовании connection pool блокировка держит соединение до конца транзакции — при высоком параллелизме это быстро исчерпывает пул соединений.
• Hibernate может делать дополнительный SELECT для получения блокировки на уже загруженную в L1-кэш сущность — при необходимости используйте em.refresh(entity, LockModeType.PESSIMISTIC_WRITE).

• Путать термин «pessimistic locking» с соседним механизмом Hibernate.
• Не называть границу lifecycle, transaction, thread или request для «pessimistic locking».
• Игнорировать production-эффекты «pessimistic locking»: latency, SQL shape, memory, security или observability.

• Попросить объяснить механизм «pessimistic locking» на минимальном примере.
• Проверить, видит ли кандидат failure mode и диагностику для «pessimistic locking».
• Уточнить, какие настройки или API меняют «pessimistic locking» в реальном сервисе.