Hibernate乐观锁强制递增与非版本化实体冲突：成因与解决方案

理解Hibernate乐观锁与版本控制

在并发环境中，为了维护数据的一致性，乐观锁是一种常用的策略。hibernate通过在实体类中引入 @version 注解来实现乐观锁。当一个实体被更新时，其 @version 字段会自动递增。如果在更新操作提交时，发现数据库中的版本号与加载时的版本号不一致，则说明该实体已被其他事务修改，hibernate会抛出 optimisticlockexception，从而避免“脏写”问题。

除了标准的乐观锁行为，Hibernate还提供了更精细的锁模式，例如 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT。这种锁模式的特殊之处在于，它会强制递增实体的版本号，即使该实体在当前事务中并没有被实际修改。这在某些场景下非常有用，例如当一个父实体虽然自身未被修改，但其子集合发生了变化，需要通过递增父实体的版本号来通知其他并发事务。

异常分析：cannot force version increment on non-versioned entity

当我们在使用 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT 锁模式时，如果查询中通过 LEFT JOIN FETCH 等方式急加载了关联实体，并且这些关联实体没有定义 @Version 字段，就可能触发 cannot force version increment on non-versioned entity 异常。

让我们结合提供的代码示例来具体分析：

@Repository
interface RootEntityRepository extends JpaRepository{
    @Lock(LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT) // 强制版本递增锁
    @Query("SELECT re FROM RootEntity re LEFT JOIN FETCH re.collects WHERE re.id=:id") // 急加载 collects
    Optional findById(String id);
}

@Entity @Getter @Setter
class RootEntity{
    @Id
    private String id;
    @OneToMany(...)
    private Set collects = new HashSet<>();
    @Version private Long version; // RootEntity 具有版本字段
}

@Entity @Getter @Setter
class Collect{
    @Id @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    @ElementCollection
    private Set@@@###@@@ embeddedCollects = new HashSet<>();
    @ManyToOne private RootEntity root;
    // Collect 实体没有 @Version 字段
}

在这个例子中：

1. RootEntityRepository.findById 方法被注解为 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT。这意味着当调用此方法时，Hibernate会尝试强制递增查询结果中实体的版本号。
2. 查询语句 SELECT re FROM RootEntity re LEFT JOIN FETCH re.collects 不仅加载了 RootEntity，还通过 LEFT JOIN FETCH 急加载了其关联的 collects 集合中的 Collect 实体。
3. RootEntity 类定义了 @Version private Long version; 字段，因此它支持版本控制。
4. 然而，Collect 实体类没有定义 @Version 字段。

异常原因： 当 findById 方法被调用时，LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT 会指示 Hibernate 强制递增所有被加载并处于持久化上下文中的、且被认为需要进行版本控制的实体。由于 LEFT JOIN FETCH 将 Collect 实体也加载到了持久化上下文中，Hibernate 尝试对 Collect 实体执行版本递增操作。但 Collect 实体没有 @Version 字段，因此Hibernate无法执行此操作，从而抛出 cannot force version increment on non-versioned entity 异常。

解决方案

针对此问题，主要有两种解决方案，选择哪种取决于您的业务需求：

方案一：移除不必要的 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT

如果您的业务逻辑中，只有 RootEntity 需要进行版本控制，并且只有在 RootEntity 自身被修改时才需要递增其版本号（或者当其子集合发生变化时，默认的乐观锁机制会自动处理父实体的版本递增），那么 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT 可能是多余的。

实现方式： 从 RootEntityRepository.findById 方法中移除 @Lock(LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT) 注解。

@Repository
interface RootEntityRepository extends JpaRepository{
    // 移除 @Lock 注解
    @Query("SELECT re FROM RootEntity re LEFT JOIN FETCH re.collects WHERE re.id=:id")
    Optional findById(String id);
}

优点：

• 简单直接，解决了异常。
• 符合多数场景下的乐观锁行为，即只在实体实际修改时才更新版本。

注意事项：

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• 如果确实需要在不修改 RootEntity 自身的情况下，仅因为其关联集合 collects 发生了变化就强制递增 RootEntity 的版本，此方案可能不适用。但通常情况下，当 Collect 实体被添加、删除或更新时，如果 RootEntity 与 Collect 之间配置了 CascadeType.ALL 或 CascadeType.MERGE，Hibernate 会自动处理 RootEntity 的版本递增。

方案二：为所有受影响的实体添加 @Version 字段

如果您的业务需求确实要求 Collect 实体也参与版本控制，并且在某些操作下需要对其进行强制版本递增（尽管这在集合元素中不常见），那么可以为 Collect 实体添加 @Version 字段。

实现方式： 在 Collect 实体类中添加一个 @Version 字段。

@Entity @Getter @Setter
class Collect{
    @Id @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;
    @ElementCollection
    private Set@@@###@@@ embeddedCollects = new HashSet<>();
    @ManyToOne private RootEntity root;
    @Version private Long version; // 为 Collect 实体添加版本字段
}

优点：

• 满足了对 Collect 实体进行版本控制和强制递增的需求。

注意事项：

• 为集合中的每个元素都添加版本字段可能会增加数据库的存储开销，并可能使并发控制逻辑更加复杂。
• 需要仔细考虑 Collect 实体是否真的需要独立的版本控制。在多数情况下，集合元素的并发控制可以通过其父实体（RootEntity）的版本来间接管理。

总结与最佳实践

cannot force version increment on non-versioned entity 异常是由于 Hibernate 在尝试对一个没有 @Version 字段的实体强制递增版本号时发生的。解决此问题的关键在于理解 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT 的作用范围以及 LEFT JOIN FETCH 对持久化上下文的影响。

最佳实践建议：

1. 明确版本控制需求： 只有当实体需要参与乐观锁机制时，才为其添加 @Version 字段。
2. 谨慎使用 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT： 这种锁模式会强制递增版本，即使实体数据未发生改变。确保您确实需要这种行为，并且所有可能被此锁模式影响的实体都已配置 @Version 字段。
3. 理解 FETCH 的作用： LEFT JOIN FETCH 不仅仅是查询数据，它还会将关联实体加载到持久化上下文中。这意味着这些实体也会受到当前事务和锁模式的影响。
4. 优先考虑方案一： 在多数情况下，移除不必要的 LockModeType.OPTIMISTIC_FORCE_INCREMENT 是更简洁有效的解决方案，因为父实体的版本通常足以管理其关联集合的并发修改。只有当有特殊需求时，才考虑为集合元素添加独立的版本字段。

通过以上分析和解决方案，您应该能够有效解决 cannot force version increment on non-versioned entity 异常，并更好地理解Hibernate的乐观锁机制。