MySQL/InnoDB中,樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖、排它鎖、行鎖、表鎖、死鎖概念的理解

搜雲庫技術團隊發表於2018-07-30

MySQL/InnoDB的加鎖,一直是一個面試中常問的話題。例如,資料庫如果有高併發請求,如何保證資料完整性?產生死鎖問題如何排查並解決?我在工作過程中,也會經常用到,樂觀鎖,排它鎖,等。於是今天就對這幾個概念進行學習,屢屢思路,記錄一下。

注:MySQL是一個支援外掛式儲存引擎的資料庫系統。本文下面的所有介紹,都是基於InnoDB儲存引擎,其他引擎的表現,會有較大的區別。

儲存引擎檢視

MySQL給開發者提供了查詢儲存引擎的功能,我這裡使用的是MySQL5.6.4,可以使用:

SHOW ENGINES

樂觀鎖

用資料版本(Version)記錄機制實現,這是樂觀鎖最常用的一種實現方式。何謂資料版本?即為資料增加一個版本標識,一般是通過為資料庫表增加一個數字型別的 “version” 欄位來實現。當讀取資料時,將version欄位的值一同讀出,資料每更新一次,對此version值加1。當我們提交更新的時候,判斷資料庫表對應記錄的當前版本資訊與第一次取出來的version值進行比對,如果資料庫表當前版本號與第一次取出來的version值相等,則予以更新,否則認為是過期資料。

舉例

1、資料庫表設計

三個欄位,分別是id,value、version

select id,value,version from TABLE where id=#{id}
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2、每次更新表中的value欄位時,為了防止發生衝突,需要這樣操作

update TABLE
set value=2,version=version+1
where id=#{idand version=#{version};
複製程式碼

悲觀鎖

與樂觀鎖相對應的就是悲觀鎖了。悲觀鎖就是在運算元據時,認為此操作會出現資料衝突,所以在進行每次操作時都要通過獲取鎖才能進行對相同資料的操作,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,悲觀鎖是由資料庫自己實現了的,要用的時候,我們直接呼叫資料庫的相關語句就可以了。

說到這裡,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。

使用,排它鎖 舉例

要使用悲觀鎖,我們必須關閉mysql資料庫的自動提交屬性,因為MySQL預設使用autocommit模式,也就是說,當你執行一個更新操作後,MySQL會立刻將結果進行提交。

我們可以使用命令設定MySQL為非autocommit模式:

set autocommit=0;

# 設定完autocommit後,我們就可以執行我們的正常業務了。具體如下:

# 1. 開始事務

begin;/begin work;/start transaction; (三者選一就可以)

# 2. 查詢表資訊

select status from TABLE where id=1 for update;

# 3. 插入一條資料

insert into TABLE (id,value) values (2,2);

# 4. 修改資料為

update TABLE set value=2 where id=1;

# 5. 提交事務

commit;/commit work;
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共享鎖

共享鎖又稱讀鎖 read lock,是讀取操作建立的鎖。其他使用者可以併發讀取資料,但任何事務都不能對資料進行修改(獲取資料上的排他鎖),直到已釋放所有共享鎖。

如果事務T對資料A加上共享鎖後,則其他事務只能對A再加共享鎖,不能加排他鎖。獲得共享鎖的事務只能讀資料,不能修改資料

開啟第一個查詢視窗

begin;/begin work;/start transaction;  (三者選一就可以)

SELECT * from TABLE where id = 1  lock in share mode;
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然後在另一個查詢視窗中,對id為1的資料進行更新

update  TABLE set name="www.souyunku.com" where id =1;
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此時,操作介面進入了卡頓狀態,過了超時間,提示錯誤資訊

如果在超時前,執行 commit,此更新語句就會成功。

[SQL]update  test_one set name="www.souyunku.com" where id =1;
[Err] 1205 - Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
複製程式碼

加上共享鎖後,也提示錯誤資訊

update  test_one set name="www.souyunku.com" where id =1 lock in share mode;
複製程式碼
[SQL]update  test_one set name="www.souyunku.com" 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
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在查詢語句後面增加** LOCK IN SHARE MODE**,Mysql會對查詢結果中的每行都加共享鎖,當沒有其他執行緒對查詢結果集中的任何一行使用排他鎖時,可以成功申請共享鎖,否則會被阻塞。其他執行緒也可以讀取使用了共享鎖的表,而且這些執行緒讀取的是同一個版本的資料。

加上共享鎖後,對於update,insert,delete語句會自動加排它鎖。

排它鎖

排他鎖 exclusive lock(也叫writer lock)又稱寫鎖

排它鎖是悲觀鎖的一種實現,在上面悲觀鎖也介紹過

若事務 1 對資料物件A加上X鎖,事務 1 可以讀A也可以修改A,其他事務不能再對A加任何鎖,直到事物 1 釋放A上的鎖。這保證了其他事務在事物 1 釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。排它鎖會阻塞所有的排它鎖和共享鎖

讀取為什麼要加讀鎖呢:防止資料在被讀取的時候被別的執行緒加上寫鎖,

使用方式:在需要執行的語句後面加上for update就可以了

行鎖

行鎖又分共享鎖排他鎖,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。

注意:行級鎖都是基於索引的,如果一條SQL語句用不到索引是不會使用行級鎖的,會使用表級鎖。

共享鎖:

名詞解釋:共享鎖又叫做讀鎖,所有的事務只能對其進行讀操作不能寫操作,加上共享鎖後在事務結束之前其他事務只能再加共享鎖,除此之外其他任何型別的鎖都不能再加了。

SELECT * from TABLE where id = "1"  lock in share mode;  結果集的資料都會加共享鎖
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排他鎖:

名詞解釋:若某個事物對某一行加上了排他鎖,只能這個事務對其進行讀寫,在此事務結束之前,其他事務不能對其進行加任何鎖,其他程式可以讀取,不能進行寫操作,需等待其釋放。

select status from TABLE where id=1 for update;
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可以參考之前演示的共享鎖,排它鎖語句

由於對於表中,id欄位為主鍵,就也相當於索引。執行加鎖時,會將id這個索引為1的記錄加上鎖,那麼這個鎖就是行鎖。

表鎖

如何加表鎖

innodb 的行鎖是在有索引的情況下,沒有索引的表是鎖定全表的.

Innodb中的行鎖與表鎖

前面提到過,在Innodb引擎中既支援行鎖也支援表鎖,那麼什麼時候會鎖住整張表,什麼時候或只鎖住一行呢? 只有通過索引條件檢索資料,InnoDB才使用行級鎖,否則,InnoDB將使用表鎖!

在實際應用中,要特別注意InnoDB行鎖的這一特性,不然的話,可能導致大量的鎖衝突,從而影響併發效能。

行級鎖都是基於索引的,如果一條SQL語句用不到索引是不會使用行級鎖的,會使用表級鎖。行級鎖的缺點是:由於需要請求大量的鎖資源,所以速度慢,記憶體消耗大。

死鎖

死鎖(Deadlock)  所謂死鎖:是指兩個或兩個以上的程式在執行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象,若無外力作用,它們都將無法推進下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖,這些永遠在互相等待的程式稱為死鎖程式。由於資源佔用是互斥的,當某個程式提出申請資源後,使得有關程式在無外力協助下,永遠分配不到必需的資源而無法繼續執行,這就產生了一種特殊現象死鎖。

解除正在死鎖的狀態有兩種方法:

第一種

1.查詢是否鎖表

show OPEN TABLES where In_use > 0;
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2.查詢程式(如果您有SUPER許可權,您可以看到所有執行緒。否則,您只能看到您自己的執行緒)

show processlist
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3.殺死程式id(就是上面命令的id列)

kill id
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第二種

1:檢視當前的事務

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;
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2:檢視當前鎖定的事務

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;
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3:檢視當前等鎖的事務

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS; 
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殺死程式

kill 程式ID
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如果系統資源充足,程式的資源請求都能夠得到滿足,死鎖出現的可能性就很低,否則就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次,程式執行推進順序與速度不同,也可能產生死鎖。 產生死鎖的四個必要條件:

  • 互斥條件:一個資源每次只能被一個程式使用。
  • 請求與保持條件:一個程式因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。
  • 不剝奪條件:程式已獲得的資源,在末使用完之前,不能強行剝奪。
  • 迴圈等待條件:若干程式之間形成一種頭尾相接的迴圈等待資源關係。

雖然不能完全避免死鎖,但可以使死鎖的數量減至最少。將死鎖減至最少可以增加事務的吞吐量並減少系統開銷,因為只有很少的事務回滾,而回滾會取消事務執行的所有工作。由於死鎖時回滾而由應用程式重新提交。

下列方法有助於最大限度地降低死鎖:

  • 按同一順序訪問物件。
  • 避免事務中的使用者互動。
  • 保持事務簡短並在一個批處理中。
  • 使用低隔離級別。
  • 使用繫結連線。

參考 :

blog.csdn.net/puhaiyang/a…

www.jb51.net/article/780…

MySQL/InnoDB中,樂觀鎖、悲觀鎖、共享鎖、排它鎖、行鎖、表鎖、死鎖概念的理解

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