MySQL/InnoDB中,乐观锁、悲观锁、共享锁、排它锁、行锁、表锁、死锁概念的理解

2018/07/30 MySQL

MySQL/InnoDB的加锁,一直是一个面试中常问的话题。例如,数据库如果有高并发请求,如何保证数据完整性?产生死锁问题如何排查并解决?我在工作过程中,也会经常用到,乐观锁,排它锁,等。于是今天就对这几个概念进行学习,屡屡思路,记录一下。

注:MySQL是一个支持插件式存储引擎的数据库系统。本文下面的所有介绍,都是基于InnoDB存储引擎,其他引擎的表现,会有较大的区别。

存储引擎查看

MySQL给开发者提供了查询存储引擎的功能,我这里使用的是MySQL5.6.4,可以使用:

SHOW ENGINES

乐观锁

用数据版本(Version)记录机制实现,这是乐观锁最常用的一种实现方式。何谓数据版本?即为数据增加一个版本标识,一般是通过为数据库表增加一个数字类型的 “version” 字段来实现。当读取数据时,将version字段的值一同读出,数据每更新一次,对此version值加1。当我们提交更新的时候,判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的version值进行比对,如果数据库表当前版本号与第一次取出来的version值相等,则予以更新,否则认为是过期数据。

举例

1、数据库表设计

三个字段,分别是id,value、version

select id,value,version from TABLE where id=#{id}

2、每次更新表中的value字段时,为了防止发生冲突,需要这样操作

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

悲观锁

与乐观锁相对应的就是悲观锁了。悲观锁就是在操作数据时,认为此操作会出现数据冲突,所以在进行每次操作时都要通过获取锁才能进行对相同数据的操作,这点跟java中的synchronized很相似,所以悲观锁需要耗费较多的时间。另外与乐观锁相对应的,悲观锁是由数据库自己实现了的,要用的时候,我们直接调用数据库的相关语句就可以了。

说到这里,由悲观锁涉及到的另外两个锁概念就出来了,它们就是共享锁与排它锁。共享锁和排它锁是悲观锁的不同的实现,它俩都属于悲观锁的范畴。

使用,排它锁 举例

要使用悲观锁,我们必须关闭mysql数据库的自动提交属性,因为MySQL默认使用autocommit模式,也就是说,当你执行一个更新操作后,MySQL会立刻将结果进行提交。

我们可以使用命令设置MySQL为非autocommit模式:

set autocommit=0;

# 设置完autocommit后,我们就可以执行我们的正常业务了。具体如下:

# 1. 开始事务

begin;/begin work;/start transaction; (三者选一就可以)

# 2. 查询表信息

select status from TABLE where id=1 for update;

# 3. 插入一条数据

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

# 4. 修改数据为

update TABLE set value=2 where id=1;

# 5. 提交事务

commit;/commit work;

共享锁

共享锁又称读锁 read lock,是读取操作创建的锁。其他用户可以并发读取数据,但任何事务都不能对数据进行修改(获取数据上的排他锁),直到已释放所有共享锁。

如果事务T对数据A加上共享锁后,则其他事务只能对A再加共享锁,不能加排他锁。获得共享锁的事务只能读数据,不能修改数据

打开第一个查询窗口

begin;/begin work;/start transaction;  (三者选一就可以)

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

然后在另一个查询窗口中,对id为1的数据进行更新

update  TABLE set name="www.souyunku.com" where id =1;

此时,操作界面进入了卡顿状态,过了超时间,提示错误信息

如果在超时前,执行 commit,此更新语句就会成功。

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

加上共享锁后,也提示错误信息

update  test_one set name="www.souyunku.com" where id =1 lock in share mode;
[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

在查询语句后面增加 LOCK IN SHARE MODE,Mysql会对查询结果中的每行都加共享锁,当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时,可以成功申请共享锁,否则会被阻塞。其他线程也可以读取使用了共享锁的表,而且这些线程读取的是同一个版本的数据。

加上共享锁后,对于update,insert,delete语句会自动加排它锁。

排它锁

排他锁 exclusive lock(也叫writer lock)又称写锁

排它锁是悲观锁的一种实现,在上面悲观锁也介绍过

若事务 1 对数据对象A加上X锁,事务 1 可以读A也可以修改A,其他事务不能再对A加任何锁,直到事物 1 释放A上的锁。这保证了其他事务在事物 1 释放A上的锁之前不能再读取和修改A。排它锁会阻塞所有的排它锁和共享锁

读取为什么要加读锁呢:防止数据在被读取的时候被别的线程加上写锁,

使用方式:在需要执行的语句后面加上for update就可以了

行锁

行锁又分共享锁排他锁,由字面意思理解,就是给某一行加上锁,也就是一条记录加上锁。

注意:行级锁都是基于索引的,如果一条SQL语句用不到索引是不会使用行级锁的,会使用表级锁。

共享锁:

名词解释:共享锁又叫做读锁,所有的事务只能对其进行读操作不能写操作,加上共享锁后在事务结束之前其他事务只能再加共享锁,除此之外其他任何类型的锁都不能再加了。

SELECT * from TABLE where id = "1"  lock in share mode;  结果集的数据都会加共享锁

排他锁:

名词解释:若某个事物对某一行加上了排他锁,只能这个事务对其进行读写,在此事务结束之前,其他事务不能对其进行加任何锁,其他进程可以读取,不能进行写操作,需等待其释放。

select status from TABLE where id=1 for update;

可以参考之前演示的共享锁,排它锁语句

由于对于表中,id字段为主键,就也相当于索引。执行加锁时,会将id这个索引为1的记录加上锁,那么这个锁就是行锁。

表锁

如何加表锁

innodb 的行锁是在有索引的情况下,没有索引的表是锁定全表的.

Innodb中的行锁与表锁

前面提到过,在Innodb引擎中既支持行锁也支持表锁,那么什么时候会锁住整张表,什么时候或只锁住一行呢? 只有通过索引条件检索数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

在实际应用中,要特别注意InnoDB行锁的这一特性,不然的话,可能导致大量的锁冲突,从而影响并发性能。

行级锁都是基于索引的,如果一条SQL语句用不到索引是不会使用行级锁的,会使用表级锁。行级锁的缺点是:由于需要请求大量的锁资源,所以速度慢,内存消耗大。

死锁

死锁(Deadlock)  所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象死锁。

解除正在死锁的状态有两种方法:

第一种

1.查询是否锁表

show OPEN TABLES where In_use > 0;

2.查询进程(如果您有SUPER权限,您可以看到所有线程。否则,您只能看到您自己的线程)

show processlist

3.杀死进程id(就是上面命令的id列)

kill id

第二种

1:查看当前的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;

2:查看当前锁定的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

3:查看当前等锁的事务

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS; 

杀死进程

kill 线程ID

如果系统资源充足,进程的资源请求都能够得到满足,死锁出现的可能性就很低,否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次,进程运行推进顺序与速度不同,也可能产生死锁。 产生死锁的四个必要条件:

(1) 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。 (2) 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。 (3) 不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。 (4) 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

虽然不能完全避免死锁,但可以使死锁的数量减至最少。将死锁减至最少可以增加事务的吞吐量并减少系统开销,因为只有很少的事务回滚,而回滚会取消事务执行的所有工作。由于死锁时回滚而由应用程序重新提交。

下列方法有助于最大限度地降低死锁:

(1)按同一顺序访问对象。 (2)避免事务中的用户交互。 (3)保持事务简短并在一个批处理中。 (4)使用低隔离级别。 (5)使用绑定连接。

参考 :

https://blog.csdn.net/puhaiyang/article/details/72284702

https://www.jb51.net/article/78088.htm

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  • 作者:鹏磊
  • 出处:http://www.ymq.io/2018/07/30/mysql
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