数据库-锁机制

数据库锁

数据库-锁机制

乐观锁与悲观锁

乐观锁:

  • 每次获取数据时都假设不会发生冲突。
  • 一般是由用户自己实现的锁机制,乐观锁的实现方式一般包括使用版本号和时间戳。

悲观锁:

  • 每次获取数据时都假设会发生冲突。
  • 悲观锁主要分为表级锁、页级锁、行级锁。
  • MyISAM引擎中只用到表级锁,不会有死锁的问题,锁的开销也很小,但是相应的并发能力很差。
  • InnoDB引擎中实现了表级锁和行级锁,锁的粒度变小了,并发能力变强了,但锁的开销也变大了,有可能产生死锁。
  • InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,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。
  • 表锁和行锁又分为共享锁、排他锁(独占锁)、更新锁。其中更新锁是用来解决行锁升级(共享锁升级为排他锁)导致的死锁问题。
  • InnoDB中表锁和行锁一起使用,为了提高效率出现了意向锁(意向共享锁、意向排他锁)。

共享锁与排他锁

共享锁(读锁):

简称S锁,共享锁就是多个事务可以对于同一数据可以共享一把锁,都能访问到数据,但只能读,不能修改

排他锁(写锁):

简称X锁,排他锁不能与其他事务共存,如一个事务获取了某数据行的排他锁,可以对数据行进行读取和修改。但此时其他事务就不能再获取该行的其他锁(包括共享锁和排他锁),只有等待排他锁被释放,才可以获取。

MyISAM引擎*享锁和排他锁的表现

MyISAM只支持表锁,该表锁有两种形式:表共享锁(Table Read Lock) ,表独占锁(Table Write Lock)。

  • 对于读操作,事务可以增加读锁,一旦数据表被加上了读锁,其他事务可以对该数据表再增加读锁,但不能增加写锁。(当A事务在读数据时,B事务可以读该数据,但不能修改该数据,否则会造成不可重复读)关于事务隔离级别,详见:https://www.cnblogs.com/th2009yu/p/14730646.html
  • 对于写操作,事务可以增加写锁,一旦数据表被加上了写锁,其他事务都无法对该数据表增加读锁或写锁。(当A事务在更新某行数据时,B事务不能执行任何操作,因为在A事务提交之前,B事务无法看到本次修改的内容,否则会造成脏读、不可重复读、幻读)

MyISAM的锁调度为写锁优先原则。即使读请求先到锁等待队列,写锁也会插到读锁请求之前,因为MyISAM认为写请求一般比读请求优先级更高。因此MyISAM不适合有大量更新操作的原因,大量更新操作会造成查询操作很难获取到读锁,从而长时间阻塞。

InnoDB引擎*享锁和排他锁的表现

InnoDB支持表锁和行锁。

行锁-共享锁的用法: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。

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

行锁-排他锁的用法:在查询语句后面增加FOR UPDATE,Mysql会对查询结果中的每行都加排他锁,当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用共享锁或排他锁时,可以成功申请排他锁,否则会被阻塞。

SELECT ... FOR UPDATE;

 

意向锁

意向锁是表级锁,不会和行级的共享锁和排他锁发生冲突,只会和表级的共享锁和排他锁发生冲突。

意向锁作用的理解:(来源:https://www.zhihu.com/question/51513268/answer/127777478

①在mysql中有表锁,

LOCK TABLE my_tabl_name READ; 用读锁锁表,会阻塞其他事务修改表数据。

LOCK TABLE my_table_name WRITe; 用写锁锁表,会阻塞其他事务读和写。

②Innodb引擎又支持行锁,行锁分为

共享锁,一个事务对一行的共享只读锁。

排它锁,一个事务对一行的排他读写锁。

③这两中类型的锁共存的问题

考虑这个例子:

事务A锁住了表中的一行,让这一行只能读,不能写。

之后,事务B申请整个表的写锁。

如果事务B申请成功,那么理论上它就能修改表中的任意一行,这与A持有的行锁是冲突的。

数据库需要避免这种冲突,就是说要让B的申请被阻塞,直到A释放了行锁。

数据库要怎么判断这个冲突呢?

step1:判断表是否已被其他事务用表锁锁表
step2:判断表中的每一行是否已被行锁锁住。

注意step2,这样的判断方法效率实在不高,因为需要遍历整个表。

于是就有了意向锁。
在意向锁存在的情况下,事务A必须先申请表的意向共享锁,成功后再申请一行的行锁。

在意向锁存在的情况下,上面的判断可以改成

step1:不变
step2:发现表上有意向共享锁,说明表中有些行被共享行锁锁住了,因此,事务B申请表的写锁会被阻塞。

申请意向锁的动作是数据库完成的,就是说,事务A申请一行的行锁的时候,数据库会自动先开始申请表的意向锁,不需要我们程序员使用代码来申请。
 

意向锁分为以下两种:

  • 意向共享锁(IS):表示事务准备给数据行加入行锁-共享锁,也就是说一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
  • 意向排他锁(IX):表示事务准备给数据行加入行锁-排他锁,说明事务在一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

更新锁

更新锁是用来解决行锁升级(共享锁升级为排他锁)导致的死锁问题。

例如:

UPDATE student SET name=tom WHERE id=1

 

以上的更新操作分为两步,step1:查询id为1的记录,step2:执行更新操作。

如果在step1时使用共享锁,而在step2时把锁升级成排他锁,就有可能产生死锁现象。假设两个事务都获得了该行的共享锁,都想要升级成排他锁,但都需要等待另外一个事务释放共享锁才能升级为排他锁,此时就造成了死锁。

  • 当一个事务执行update操作时,数据库会为它分配一个更新锁。当读取数据完毕后,执行更新操作时,会把更新锁升级为排他锁。
  • 更新锁和共享锁是兼容的,某一行可以同时持有更新锁和共享锁,但是最多持有一个更新锁。这样,当多个事务更新相同的数据时,只有一个事务能获得更新锁,然后再把更新锁升级为独占锁,其他事务必须等到前一个事务结束后,才能获取得更新锁,这就避免了死锁。

 

 

 

 

 

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