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探索mysql的各种锁(表锁,行锁,悲观锁,乐观锁,间隙锁,死锁)-ag真人游戏

不少人在开发的时候,应该很少会注意到这些锁的问题,也很少会给程序加锁(除了库存这些对数量准确性要求极高的情况下),即使我们不会这些锁知识,我们的程序在一般情况下还是可以跑得好好的。因为数据库隐式帮我们加了这些锁了,只有在某些特定的场景下我们才需要手动加锁。

对于update、delete、insert语句,innodb会自动给涉及数据集加排他锁(x) 。而myisam在执行查询语句select前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行增、删、改操作前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要我们去手动操作。

那么在特定情况下,我们该如何去加锁呢?下面咱们来认真的看看

看上图就知道mysql锁可以按使用方式分为:乐观锁与悲观锁。按粒度分可以分为表级锁,行级锁,页级锁。

表锁

从锁的粒度,我们可以分成两大类:
表锁 :开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定力度大,发生锁冲突概率高,并发度最低。

  • innodb行锁和表锁都支持、myisam只支持表锁!
  • innodb只有通过索引条件检索数据才使用行级锁,否则,innodb使用表锁也就是说,innodb的行锁是基于索引的!

表锁下又分为两种模式: 表读锁(table read lock)&& 表写锁(table write lock)
从下图可以清晰看到,在表读锁和表写锁的环境下:读读不阻塞,读写阻塞,写写阻塞!

读读不阻塞:当前用户在读数据,其他的用户也在读数据,不会加锁

读写阻塞:当前用户在读数据,其他的用户不能修改当前用户读的数据,会加锁!

写写阻塞:当前用户在修改数据,其他的用户不能修改当前用户正在修改的数据,会加锁!

从上面已经看到了:读锁和写锁是互斥的,读写操作是串行。

  • 如果某个进程想要获取读锁,同时另外一个进程想要获取写锁。在mysql中,写锁是优先于读锁的!
  • 写锁和读锁优先级的问题是可以通过参数调节的:max_write_lock_count和low-priority-updates

注意:

myisam支持查询与插入操作的并发进行,也可以通过系统变量concurrent_insert指定哪种模式。在myisam中默认:如果myisam表的中间没有被删除的行的话,那myisam是允许在一个进程读表的同时,另一个进程从表尾做插入记录的。但是innodb是不支持的。

行锁

innodb和myisam有两个本质的区别:innodb支持行锁、innodb支持事务。

innodb实现了以下两种类型的行锁:

  • 共享锁(s锁、读锁):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。即多个客户可以同时读取同一个资源,但不允许其他客户修改。
  • 排他锁(x锁、写锁):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集的读锁和写锁。写锁是排他的,写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

另外,为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制,innodb还有两种内部使用的意向锁(intention locks),这两种意向锁都是表锁:

  • 意向共享锁(is):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的is锁。
  • 意向排他锁(ix):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的ix锁。

意向锁也是数据库隐式帮我们做了,不需要程序员关心!

mvcc行级锁

mvcc(multi-version concurrencycontrol)多版本并发控制,可以简单地认为:mvcc就是行级锁的一个变种(升级版)。

在表锁中我们读写是阻塞的,基于提升并发性能的考虑,mvcc一般读写是不阻塞的(很多情况下避免了加锁的操作)。

可以简单的理解为:对数据库的任何修改的提交都不会直接覆盖之前的数据,而是产生一个新的版本与老版本共存,使得读取时可以完全不加锁。

事务的隔离级别

事务的隔离级别就是通过锁的机制来实现,锁的应用最终导致不同事务的隔离级别,只不过隐藏了加锁细节,事务的隔离级别有4种:

  • read uncommitted:会出现脏读,不可重复读,幻读
  • read committed:会出现不可重复读,幻读
  • repeatable read:会出现幻读(mysql默认的隔离级别,但是repeatable read配合gap锁不会出现幻读!)
  • serializable:串行,避免以上的情况

read uncommitted:出现的现象->脏读:一个事务读取到另外一个事务未提交的数据.

例子:a向b转账,a执行了转账语句,但a还没有提交事务,b读取数据,发现自己账户钱变多了!b跟a说,我已经收到钱了。a回滚事务【rollback】,等b再查看账户的钱时,发现钱并没有多...

read committed:出现的现象->不可重复读:一个事务读取到另外一个事务已经提交的数据,也就是说一个事务可以看到其他事务所做的修改.

例如:a查询数据库得到数据,b去修改数据库的数据,导致a多次查询数据库的结果都不一样【危害:a每次查询的结果都是受b的影响的,那么a查询出来的信息就没有意思了】

repeatable read:避免不可重复读是事务级别的快照!每次读取的都是当前事务的版本,即使被修改了,也只会读取当前事务版本的数据

虚读(幻读):是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据,导致前后读取不一致。和不可重复读类似,但虚读(幻读)会读到其他事务的插入的数据,导致前后读取不 一致,幻读的重点在于新增或者删除(数据条数变化),不可重复读的重点是修改.

乐观锁和悲观锁

无论是read committed还是repeatable read隔离级别,都是为了解决读写冲突的问题,现在考虑一个问题:有一张数据库表user,只有id、name字段,现在有2个请求同时操作表a,过程如下:(模拟更新丢失,虽然不是很恰当)
 1. 操作1查询出name="zhangsan"
 2. 操作2也查询出name="zhangsan"
 3. 操作1把name字段数据修改成lisi并提交
 4. 操作2把name字段数据修改为wangwu并提交

那么操作1的更新丢失啦,即一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果,解决上述更新丢失的方式有如下3种:

  • 使用serializable隔离级别,事务是串行执行的!
  • 乐观锁
  • 悲观锁

悲观锁

我们使用悲观锁的话其实很简单(手动加行锁就行了):select * from xxxx for update,在select 语句后边加了for update相当于加了排它锁(写锁),加了写锁以后,其他事务就不能对它修改了!需要等待当前事务修改完之后才可以修改.也就是说,如果操作1使用select ... for update,操作2就无法对该条记录修改了,即可避免更新丢失。

乐观锁

乐观锁不是数据库层面上的锁,需要用户手动去加的锁。一般我们在数据库表中添加一个版本字段version来实现,例如操作1和操作2在更新user表的时,执行语句如下:

update a set name=lisi,version=version 1 where id=#{id} and version=#{version},

此时即可避免更新丢失。

间隙锁gap

当我们用范围条件检索数据而不是相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,innodb会给符合范围条件的已有数据记录的索引项加锁;对于键值在条件范围内但并不存在 的记录,叫做“间隙(gap)”。

innodb也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制就是所谓的间隙锁。

例子:假如emp表中只有101条记录,其empid的值分别是1,2,...,100,101

select * from emp where empid > 100 for update;

上面是一个范围查询,innodb不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁,也会对empid大于101(这些记录并不存在)的“间隙”加锁

innodb使用间隙锁的目的有2个:

  • 为了防止幻读(上面也说了,repeatable read隔离级别下再通过gap锁即可避免了幻读)
  • 满足恢复和复制的需要:mysql的恢复机制要求在一个事务未提交前,其他并发事务不能插入满足其锁定条件的任何记录,也就是不允许出现幻读

死锁

1、产生原因

所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的innodb。

死锁的关键在于:两个(或以上)的session加锁的顺序不一致。

那么对应的解决死锁问题的关键就是:让不同的session加锁有次序

2、产生示例

案例

需求:将投资的钱拆成几份随机分配给借款人。

起初业务程序思路是这样的:

投资人投资后,将金额随机分为几份,然后随机从借款人表里面选几个,然后通过一条条select for update 去更新借款人表里面的余额等。

例如:两个用户同时投资,a用户金额随机分为2份,分给借款人1,2

b用户金额随机分为2份,分给借款人2,1,由于加锁的顺序不一样,死锁当然很快就出现了。

对于这个问题的改进很简单,直接把所有分配到的借款人直接一次锁住就行了。

select * from xxx where id in (xx,xx,xx) for update

在in里面的列表值mysql是会自动从小到大排序,加锁也是一条条从小到大加的锁

锁总结

表锁其实我们程序员是很少关心它的:

  • 在myisam存储引擎中,当执行sql语句的时候是自动加的。
  • 在innodb存储引擎中,如果没有使用索引,表锁也是自动加的。

现在我们大多数使用mysql都是使用innodb,innodb支持行锁:

  • 共享锁->读锁->s锁
  • 排它锁->写锁->x锁

在默认的情况下,select是不加任何行锁的,事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。

  • 共享锁(s):
  • select * from table_name where ... lock in share mode
  • 排他锁(x):
  • select * from table_name where ... for update

innodb基于行锁还实现了mvcc多版本并发控制,mvcc在隔离级别下的read committed和repeatable read下工作。mvcc实现了读写不阻塞。

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