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)
一般也就听过常说的乐观锁和悲观锁,了解过基本的含义之后就没了~~~
定心丸: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。因为这些锁数据库隐式帮我们加了:
- 对于UPDATE、DELETE、INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);
- MyISAM在执行查询语句SELECT前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预;
只会在某些特定的场景下才需要手动加锁,学习数据库锁知识就是为了:
- 能让我们在特定的场景下派得上用场
- 更好把控自己写的程序
- 在跟别人聊数据库技术的时候可以搭上几句话
- 构建自己的知识库体系!在面试的时候不虚
2、表锁简单介绍
首先,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;
- 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;
不同的存储引擎支持的锁粒度是不一样的:
- 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将使用表锁
- 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里边,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
值得注意的是:
- MyISAM可以支持查询和插入操作的并发进行。可以通过系统变量concurrent_insert来指定哪种模式,在MyISAM中它默认是:如果MyISAM表中没有空洞(即表的中间没有被删除的行),MyISAM允许在一个进程读表的同时,另一个进程从表尾插入记录。
- 但是InnoDB存储引擎是不支持的!
3、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。
单纯在Repeatable read隔离级别下我们来考虑一个问题:
此时,用户李四的操作就丢失掉了:
- 丢失更新:一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果。
(ps:暂时没有想到比较好的例子来说明更新丢失的问题,虽然上面的例子也是更新丢失,但一定程度上是可接受的..不知道有没有人能想到不可接受的更新丢失例子呢...)
解决的方法:
- 使用Serializable隔离级别,事务是串行执行的!
- 乐观锁
- 悲观锁
- 乐观锁是一种思想,具体实现是,表中有一个版本字段,第一次读的时候,获取到这个字段。处理完业务逻辑开始更新的时候,需要再次查看该字段的值是否和第一次的一样。如果一样更新,反之拒绝。之所以叫乐观,因为这个模式没有从数据库加锁,等到更新的时候再判断是否可以更新。
- 悲观锁是数据库层面加锁,都会阻塞去等待锁。
3.1、悲观锁
所以,按照上面的例子。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,其他的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,如果张三使用select ... for update,李四就无法对该条记录修改了~
3.2、乐观锁
乐观锁不是数据库层面上的锁,是需要自己手动去加的锁。一般我们添加一个版本字段来实现:
具体过程是这样的:
张三select * from table --->会查询出记录出来,同时会有一个version字段
李四select * from table --->会查询出记录出来,同时会有一个version字段
李四对这条记录做修改:update A set Name=lisi,version=version+1 where ID=#{id} and version=#{version},判断之前查询到的version与现在的数据的version进行比较,同时会更新version字段
此时数据库记录如下:
张三也对这条记录修改:update A set Name=lisi,version=version+1 where ID=#{id} and version=#{version},但失败了!因为当前数据库中的版本跟查询出来的版本不一致!
4、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。
值得注意的是:间隙锁只会在Repeatable read隔离级别下使用~
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两个:
- 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
5、死锁
并发的问题就少不了死锁,在MySQL中同样会存在死锁的问题。
但一般来说MySQL通过回滚帮我们解决了不少死锁的问题了,但死锁是无法完全避免的,可以通过以下的经验参考,来尽可能少遇到死锁:
- 1)以固定的顺序访问表和行。比如对两个job批量更新的情形,简单方法是对id列表先排序,后执行,这样就避免了交叉等待锁的情形;将两个事务的sql顺序调整为一致,也能避免死锁。
- 2)大事务拆小。大事务更倾向于死锁,如果业务允许,将大事务拆小。
- 3)在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需要的所有资源,减少死锁概率。
- 4)降低隔离级别。如果业务允许,将隔离级别调低也是较好的选择,比如将隔离级别从RR调整为RC,可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁。
- 5)为表添加合理的索引。可以看到如果不走索引将会为表的每一行记录添加上锁,死锁的概率大大增大。
6、锁总结
上面说了一大堆关于MySQL数据库锁的东西,现在来简单总结一下。
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能够实现读写不阻塞!
InnoDB实现的Repeatable read隔离级别配合GAP间隙锁已经避免了幻读!
- 乐观锁其实是一种思想,正如其名:认为不会锁定的情况下去更新数据,如果发现不对劲,才不更新(回滚)。在数据库中往往添加一个version字段来实现。
- 悲观锁用的就是数据库的行锁,认为数据库会发生并发冲突,直接上来就把数据锁住,其他事务不能修改,直至提交了当前事务