mysql併發控制原理知識點

Mysql是主流的開源關係型資料庫，提供高效能的資料儲存服務。在做後端開發時，有時會遇到效能瓶頸，這些瓶頸有時並不是來自應用本身，而是來自資料庫層面。

所以所以掌握Mysql的一些底層原理有助於我們更好地理解Mysql，對Mysql進行效能調優，

從而開發高效能的後端服務。

1、mysql的邏輯框架

mysql邏輯框架圖如下：

最上層是處理客戶端過來的連線的。

主要做連線處理、授權認證、安全等。Mysql在這一層維護了一個執行緒池，用於處理來自客戶端的連線。Mysql可以使用使用者名稱密碼認證，

也可以使用SSL基於X.509證照認證。

第二層由三部分組成：查詢快取、解析器、優化器。解析器用來解析SQL語句，優化器會對解析之後的語句進行優化。

在解析查詢前，伺服器會先檢查查詢快取，如果能在其中找到對應的查詢結果，則無需再進行查詢解析、優化等過程，直接返回查詢結果。儲存過程、觸發器、檢視等都在這一層實現。

第三層是儲存引擎，儲存引擎負責在MySQL中儲存資料、提取資料、開啟一個事務等等。儲存引擎通過API與上層進行通訊，這些API遮蔽了不同儲存引擎之間的差異，使得這些差異對上層查詢過程透明。儲存引擎不會去解析SQL。mysql最常用的儲存引擎是InnoDB。

2、mysql的併發控制

如果多個執行緒同時運算元據，就有可能引發併發控制的問題。

2-1、讀寫鎖

如果多個執行緒都只是讀資料，其實可以一起讀，不會互相影響，這個時候應該使用“讀鎖”，也稱為共享鎖。

獲取讀鎖的執行緒之間互相不會阻塞，可以同時讀取一個資源。

如果有一個執行緒需要寫資料，則應該使用“寫鎖”，也成為排它鎖。

寫鎖會阻塞其它的寫鎖和讀鎖，直至寫操作完成。

2-2、鎖粒度

首先明確一個概念：在給定的資源上，需要加鎖的資料越少，系統能夠承載的併發量就越高。

但加鎖也是需要消耗資源的，如果系統花費大量的時間來管理鎖，而不是存取資料，

那麼系統的效能可能會因此受影響。

所以一個好的“鎖策略”就是要在鎖的開銷和資料的安全性之間尋求平衡，Mysql支援多個儲存引擎的架構，

每種儲存引擎都可以實現自己的鎖策略和鎖粒度。

2-3、表鎖和行鎖

表鎖顧名思義就是鎖住整張表。表鎖開銷比較小。對錶加寫鎖後，其它使用者對這張表的所有讀寫操作都會被阻塞。

在Mysql中，儘管儲存引擎可以提供自己的鎖，但Mysql有時候也會使用表鎖，比如ALTER TABLE之類的語句。

寫鎖比讀鎖有更高的優先順序，因此一個寫鎖請求可能會插入到讀鎖佇列的前面。

行級鎖即鎖住整行，可以最大程度地支援併發處理，但加解鎖的開銷也會比較大。行級鎖只在儲存引擎層實現，

所有的儲存引擎都以自己的方式實現了行級鎖。

3、MVCC

MVCC即“多版本併發控制”，可以認為MVCC是行級鎖的一個變種，但是它在很多情況下避免了加鎖操作，

因此開銷更低。

主流的關係型資料庫都實現了MVCC，但實現機制各有不同。實際上MVCC也沒有一個統一的標準。

但大都實現了非阻塞的讀操作，寫操作也只是鎖定必要的行。

MVCC保證的是每個事務裡面在執行期間看到的資料都是一致的。

但不同的事務由於開始的時間不同，所以可能對同一張表，同一時刻看到的資料是不一樣的。

在Mysql的InnoDB引擎，是通過給每行記錄後面儲存兩個隱藏的列來實現的。

一個是儲存行的建立時間，另一個儲存了行的過期時間（或刪除時間）。

實際上儲存的並不是實際的一個時間戳，而是‘系統版本號'。

每次開啟一個事務，系統版本號都會遞增。事務開始時，系統版本號會作為事務的版本號，用來和查詢到的行的版本號進行比較。

下面分別介紹常見的CRUD操作中版本號是怎麼工作的：

INSERT

儲存當前系統版本好的作為行版本號

DELETE

儲存當前的系統版本號到這行資料的“刪除版本”。

UPDATE

插入一行新紀錄，儲存當前系統版本號作為航版本號，同時儲存當前系統版本號到原來的行的“刪除版本”。

SELECT

只查詢版本早於當前事務版本的行。這樣可以保證事務讀取的行，要麼之前就存在，

要麼是這個事務本身自己插入或者修改的。

行的“刪除版本”要麼未定義，要麼大於當前事務版本號。這樣可以確保事務讀取到的行，

在事務之前沒有被刪除。

MVCC只在REPEATABLE READ和READ COMMITTED兩個隔離級別下工作，其它兩個隔離級別不能工作。

因為READ UNCOMMITTED總是讀取最新的資料防，而不是符合當前事務版本的資料行。而SERIALIZABLE則會對所有讀取的行都加鎖