MYSQL5.5 樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖、排它鎖、行鎖、表鎖

MYSQL5.5 樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖、排它鎖、行鎖、表鎖

存儲引擎:innoDB


數據庫鎖的使用場景:

開發中在操作數據庫的時候,可能會由於併發問題而引起的數據的不一致性(數據衝突),事物控制等操作。

樂觀鎖
樂觀鎖不是數據庫自帶的,需要我們自己去實現。樂觀鎖是指操作數據庫時(更新操作),認爲這次的操作不會導致衝突,在操作數據時,並不進行任何其他的特殊處理(也就是不加鎖),而在進行更新後,再去判斷是否有衝突了。

實踐操作:在表中的數據進行操作時(更新),先給數據表加一個版本(version)字段,每操作一次,將那條記錄的版本號加1。也就是先查詢出那條記錄,獲取出version字段,如果要對那條記錄進行操作(更新),則先判斷此刻version的值是否與剛剛查詢出來時的version的值相等,如果相等,則說明這段期間,沒有其他程序對其進行操作,則可以執行更新,將version字段的值加1;如果更新時發現此刻的version值與剛剛獲取出來的version的值不相等,則說明這段期間已經有其他程序對其進行操作了,則不進行更新操作。

舉例:

下單操作包括3步驟:

1.查詢出商品信息

select (status,status,version) from goods where id=#{id}

2.根據商品信息生成訂單

insert into order orderNo select id from goods 

3.修改商品status爲2

update goods 

set status=2,version=version+1

where id=#{id} and version=#{version};


悲觀鎖
與樂觀鎖相對應的就是悲觀鎖了。悲觀鎖就是在操作數據時,認爲此操作會出現數據衝突,所以在進行每次操作時都要通過獲取鎖才能進行對相同數據的操作,這點跟java中的synchronized很相似,所以悲觀鎖需要耗費較多的時間。另外與樂觀鎖相對應的,悲觀鎖是由數據庫自己實現了的,要用的時候,我們直接調用數據庫的相關語句就可以了。

說到這裏,由悲觀鎖涉及到的另外兩個鎖概念就出來了,它們就是共享鎖與排它鎖。共享鎖和排它鎖是悲觀鎖的不同的實現,它倆都屬於悲觀鎖的範疇。


共享鎖
共享鎖指的就是對於多個不同的事務,對同一個資源共享同一個鎖。相當於對於同一把門,它擁有多個鑰匙一樣。就像這樣,你家有一個大門,大門的鑰匙有好幾把,你的家人都可以進入,這個就是所謂的共享鎖。
對於悲觀鎖,一般數據庫已經實現了,共享鎖也屬於悲觀鎖的一種,那麼共享鎖在mysql中是通過什麼命令來調用呢。

通過在執行語句後面加上lock in share mode就代表對某些資源加上共享鎖了。

比如,我這裏通過mysql打開兩個查詢編輯器,在其中開啓一個事務,並不執行commit語句

city表DDL如下:

CREATE TABLE `city` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `state` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=18 DEFAULT CHARSET=utf8;


begin;
SELECT * from city where id = "1"  lock in share mode;

然後在另一個查詢窗口中,對id爲1的數據進行更新

update  city set name="666" where id ="1";
此時,操提示錯誤信息

[SQL]update  city set name="666" where id ="1";
[Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

那麼證明,對於id=1的記錄加鎖成功了,在上一條記錄還沒有commit之前,這條id=1的記錄被鎖住了,只有在上一個事務釋放掉鎖後才能進行操作,或用共享鎖才能對此數據進行操作。

再實驗一下:

update city set name="666" where id ="1" lock in share mode;
[Err] 1064 - You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near 'lock in share mode' at line 1


加上共享鎖後,也提示錯誤信息了,對於update,insert,delete語句會自動加排它鎖的原因

於是,我又試了試SELECT * from city where id = "1" lock in share mode; 這樣釋放鎖。

排它鎖

排它鎖與共享鎖相對應,就是指對於多個不同的事務,對同一個資源只能有一把鎖。

與共享鎖類型,在需要執行的語句後面加上for update就可以了


行鎖
行鎖,由字面意思理解,就是給某一行加上鎖,也就是一條記錄加上鎖。

比如之前演示的共享鎖語句

SELECT * from city where id = "1"  lock in share mode; 

由於對於city表中,id字段爲主鍵,就也相當於索引。執行加鎖時,會將id這個索引爲1的記錄加上鎖,那麼這個鎖就是行鎖。


表鎖,和行鎖相對應,給這個表加上鎖。

MySQL表級鎖的鎖模式  存儲引擎 MyISAM

MySQL表級鎖有兩種模式:表共享鎖(Table Read Lock)和表獨佔寫鎖(Table Write Lock)。
對MyISAM的讀操作,不會阻塞其他用戶對同一表請求,但會阻塞對同一表的寫請求;
對MyISAM的寫操作,則會阻塞其他用戶對同一表的讀和寫操作;
MyISAM表的讀操作和寫操作之間,以及寫操作之間是串行的。
當一個線程獲得對一個表的寫鎖後,只有持有鎖線程可以對錶進行更新操作。其他線程的讀、寫操作都會等待,直到鎖被釋放爲止。
 
表級鎖   

存儲引擎myISAM
    
MySQL的表鎖有兩種模式:表共享讀鎖(Table Read Lock)和表獨佔寫鎖(Table Write Lock)。

對myISAM表的讀操作,不會阻塞其他用戶對同一表的讀請求,但會阻塞對同一表的寫請求;對MyISAM表的寫操作,則會阻塞其他用戶對同一表的讀和寫請求;MyISAM表的讀和寫操作之間,以及寫和寫操作之間是串行的!(當一線程獲得對一個表的寫鎖後,只有持有鎖的線程可以對錶進行更新操作。其他線程的讀、寫操作都會等待,直到鎖被釋放爲止。)
 
如何加表鎖

MyISAM在執行查詢語句(SELECT)前,會自動給涉及的所有表加讀鎖,在執行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前,會自動給涉及的表加寫鎖,這個過程並不需要用戶干預,因此用戶一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。在本書的示例中,顯式加鎖基本上都是爲了方便而已,並非必須如此。
給MyISAM表顯示加鎖,一般是爲了一定程度模擬事務操作,實現對某一時間點多個表的一致性讀取。例如,有一個訂單表orders,其中記錄有訂單的總金額total,同時還有一個訂單明細表order_detail,其中記錄有訂單每一產品的金額小計subtotal,假設我們需要檢查這兩個表的金額合計是否相等,可能就需要執行如下兩條SQL:

SELECT SUM(total) FROM orders;

SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;

這時,如果不先給這兩個表加鎖,就可能產生錯誤的結果,因爲第一條語句執行過程中,order_detail表可能已經發生了改變。因此,正確的方法應該是:
LOCK tables orders read local,order_detail read local;

SELECT SUM(total) FROM orders;

SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;

Unlock tables;

要特別說明以下兩點內容。

上面的例子在LOCK TABLES時加了‘local’選項,其作用就是在滿足MyISAM表併發插入條件的情況下,允許其他用戶在表尾插入記錄

在用LOCKTABLES給表顯式加表鎖是時,必須同時取得所有涉及表的鎖,並且MySQL支持鎖升級。
也就是說,在執行LOCK TABLES後,只能訪問顯式加鎖的這些表,不能訪問未加鎖的表;同時,如果加的是讀鎖,那麼只能執行查詢操作,而不能執行更新操作。
其實,在自動加鎖的情況下也基本如此,MySQL問題一次獲得SQL語句所需要的全部鎖。

這也正是MyISAM表不會出現死鎖(Deadlock Free)的原因一個session使用LOCK TABLE 命令給表film_text加了讀鎖,這個session可以查詢鎖定表中的記錄,但更新或訪問其他表都會提示錯誤;同時,另外一個session可以查詢表中的記錄,但更新就會出現鎖等待。
當使用LOCK TABLE時,不僅需要一次鎖定用到的所有表,而且,同一個表在SQL語句中出現多少次,就要通過與SQL語句中相同的別名鎖多少次,否則也會出錯!

併發鎖
在一定條件下,MyISAM也支持查詢和操作的併發進行。
MyISAM存儲引擎有一個系統變量concurrent_insert,專門用以控制其併發插入的行爲,其值分別可以爲0、1或2。
當concurrent_insert設置爲0時,不允許併發插入。
當concurrent_insert設置爲1時,如果MyISAM允許在一個讀表的同時,另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認設置。
當concurrent_insert設置爲2時,無論MyISAM表中有沒有空洞,都允許在表尾插入記錄,都允許在表尾併發插入記錄。
可以利用MyISAM存儲引擎的併發插入特性,來解決應用中對同一表查詢和插入鎖爭用。例如,將concurrent_insert系統變量爲2,總是允許併發插入;同時,通過定期在系統空閒時段執行OPTIONMIZE TABLE語句來整理空間碎片,收到因刪除記錄而產生的中間空洞。
 
MyISAM的鎖調度

前面講過,MyISAM存儲引擎的讀和寫鎖是互斥,讀操作是串行的。那麼,一個進程請求某個MyISAM表的讀鎖,同時另一個進程也請求同一表的寫鎖,MySQL如何處理呢?答案是寫進程先獲得鎖。不僅如此,即使讀進程先請求先到鎖等待隊列,寫請求後到,寫鎖也會插到讀請求之前!這是因爲MySQL認爲寫請求一般比讀請求重要。這也正是MyISAM表不太適合於有大量更新操作和查詢操作應用的原因,因爲,大量的更新操作會造成查詢操作很難獲得讀鎖,從而可能永遠阻塞。


通過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,使該連接發出的更新請求優先級降低。


通過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性,降低該語句的優先級。


雖然上面3種方法都是要麼更新優先,要麼查詢優先的方法,但還是可以用其來解決查詢相對重要的應用(如用戶登錄系統)中,讀鎖等待嚴重的問題。


另外,MySQL也提供了一種折中的辦法來調節讀寫衝突,即給系統參數max_write_lock_count設置一個合適的值,當一個表的讀鎖達到這個值後,MySQL變暫時將寫請求的優先級降低,給讀進程一定獲得鎖的機會。


上面已經討論了寫優先調度機制和解決辦法。這裏還要強調一點:一些需要長時間運行的查詢操作,也會使寫進程“餓死”!因此,應用中應儘量避免出現長時間運行的查詢操作,不要總想用一條SELECT語句來解決問題。因爲這種看似巧妙的SQL語句,往往比較複雜,執行時間較長,在可能的情況下可以通過使用中間表等措施對SQL語句做一定的“分解”,使每一步查詢都能在較短時間完成,從而減少鎖衝突。如果複雜查詢不可避免,應儘量安排在數據庫空閒時段執行,比如一些定期統計可以安排在夜間執行。

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