阿里P8架构师谈:MySQL行锁、表锁、悲观锁、乐观锁的特点与应用

我们在操作数据库的时候,可能会由于并发问题而引起的数据的不一致性(数据冲突)。如何保证数据并发访问的一致性、有效性,是所有数据库必须解决的一个问题,锁的冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素,从这一角度来说,锁对于数据库而言就显得尤为重要。

MySQL锁概述

相对其他数据库而言,MySQL的锁机制比较简单,其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。

比如:

MyISAM和MEMORY存储引擎采用的是表级锁(table-level locking);

InnoDB存储引擎既支持行级锁( row-level locking),也支持表级锁,但默认情况下是采用行级锁。

MySQL主要的两种锁的特性可大致归纳如下:

表级锁: 开销小,加锁快;不会出现死锁(因为MyISAM会一次性获得SQL所需的全部锁);锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

行级锁: 开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

页锁:开销和加锁速度介于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁定粒度介于表锁和行锁之间,并发度一般

行锁 和 表锁

1.主要是针对锁粒度划分的,一般分为:行锁、表锁、库锁

(1)行锁:访问数据库的时候,锁定整个行数据,防止并发错误。

(2)表锁:访问数据库的时候,锁定整个表数据,防止并发错误。

2.行锁 和 表锁 的区别:

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

行锁: 开销大,加锁慢,会出现死锁;锁定粒度小,发生锁冲突的概率低,并发度高

悲观锁 和 乐观锁

(1)悲观锁:顾名思义,就是很悲观,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。

传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。

(2)乐观锁: 顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。

乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

(3)悲观锁 和 乐观锁的区别:

两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下,即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果经常产生冲突,上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以这种情况下用悲观锁就比较合适

共享锁

共享锁指的就是对于多个不同的事务,对同一个资源共享同一个锁。相当于对于同一把门,它拥有多个钥匙一样。就像这样,你家有一个大门,大门的钥匙有好几把,你有一把,你女朋友有一把,你们都可能通过这把钥匙进入你们家,这个就是所谓的共享锁。

刚刚说了,对于悲观锁,一般数据库已经实现了,共享锁也属于悲观锁的一种,那么共享锁在mysql中是通过什么命令来调用呢。通过查询资料,了解到通过在执行语句后面加上lock in share mode就代表对某些资源加上共享锁了。

什么时候使用表锁

对于InnoDB表,在绝大部分情况下都应该使用行级锁,因为事务和行锁往往是我们之所以选择InnoDB表的理由。但在个别特殊事务中,也可以考虑使用表级锁。

第一种情况是:事务需要更新大部分或全部数据,表又比较大,如果使用默认的行锁,不仅这个事务执行效率低,而且可能造成其他事务长时间锁等待和锁冲突,这种情况下可以考虑使用表锁来提高该事务的执行速度。

第二种情况是:事务涉及多个表,比较复杂,很可能引起死锁,造成大量事务回滚。这种情况也可以考虑一次性锁定事务涉及的表,从而避免死锁、减少数据库因事务回滚带来的开销。

当然,应用中这两种事务不能太多,否则,就应该考虑使用MyISAM表了。

表锁和行锁应用场景:

表级锁使用与并发性不高,以查询为主,少量更新的应用,比如小型的web应用;

行级锁适用于高并发环境下,对事务完整性要求较高的系统,如在线事务处理系统。

以上就是行锁、表锁等的特点和应用场景,

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02

分布式架构

随着我们的业务量越来越大和越重要,单体的架构模式已经无法对应大规模的应用场景,而且系统中决不能存在单点故障导致整体不可用,所以只有垂直或是水平拆分业务系统,使其形成一个分布式的架构,利用分布式架构来冗余系统消除单点的故障,从而提高整个系统的可用性。同时分布式系统的模块重用度更高,速度更快,扩展性更高是大型的项目必不可少的环节。

03

微服务

关于微服务架构的取舍

在合适的项目,合适的团队,采用微服务架构收益会大于成本。微服务架构有很多吸引人的地方,但在拥抱微服务之前,也需要认清它所带来的挑战。需要避免为了“微服务”而“微服务”。微服务架构引入策略 – 对传统企业而言,开始时可以考虑引入部分合适的微服务架构原则对已有系统进行改造或新建微服务应用,逐步探索及积累微服务架构经验,而非全盘实施微服务架构。

04

性能调优

我们不仅仅对项目要运筹帷幄,还要能解决一切性能问题。只有深入学习JVM底层原理,Mysql底层优化以及Tomcat调优,才能达到知其然,知其所以然的效果。除了性能优化之外,也能提供通用的常见思路以及方案选型的考虑点,帮助大家培养在方案选型时的意识、思维以及做各种权衡的能力。

05

开发工具工程化

通过一小段描述信息来管理项目的构建,报告和文档的软件项目管理工具。程序员的战斗,往往不是一个人的战斗,我们如何在一个平台下高效的去重,进行代码review,对功能进行调整,debug,做到在统一的规划下步步为营,混乱的堆代码的过程中找到自己的记录。这一切都依赖于有效的工具。

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项目实战

要想立足于互联网公司,且能在互联网浪潮中不被淹没,对于项目的开发实战演练是不必可少的技能,也是对自身能力的一个衡量,有多少的量对等于获得多少的回报。看似简单的一个项目需求图谱,其中的底层原理,实现原理又能知道多少?你搭建一个完整的B2C项目平台到底需要多少知识?这一切都是需要我们考量的。

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