数据库的锁

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概要

数据库锁一般可以分为两类,一个是悲观锁,一个是乐观锁。

乐观锁一般是指用户自己实现的一种锁机制,假设认为数据一般情况下不会造成冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据的冲突与否进行检测,如果发现冲突了,则让返回用户错误的信息,让用户决定如何去做。乐观锁的实现方式一般包括使用版本号和时间戳。

悲观锁一般就是我们通常说的数据库锁机制,以下讨论都是基于悲观锁。

悲观锁主要表锁、行锁、页锁。在MyISAM中只用到表锁,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实现了行级锁和表锁,锁的粒度变小了,并发能力变强,但是相应的锁的开销变大,很有可能出现死锁。同时inodb需要协调这两种锁,算法也变得复杂。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。

表锁和行锁都分为共享锁和排他锁(独占锁),而更新锁是为了解决行锁升级(共享锁升级为独占锁)的死锁问题。

innodb中表锁和行锁一起用,所以为了提高效率才会有意向锁(意向共享锁和意向排他锁)。

为了表锁和行锁而存在的意向锁

  1. 在mysql中有表锁,读锁锁表,会阻塞其他事务修改表数据。写锁锁表,会阻塞其他事务读和写。

  2. Innodb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。

  4. 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。

    注意: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。

行锁的细分

共享锁

  1. 加锁与解锁:当一个事务执行select语句时,数据库系统会为这个事务分配一把共享锁,来锁定被查询的数据。在默认情况下,数据被读取后,数据库系统立即解除共享锁。例如,当一个事务执行查询“SELECT * FROM accounts”语句时,数据库系统首先锁定第一行,读取之后,解除对第一行的锁定,然后锁定第二行。这样,在一个事务读操作过程中,允许其他事务同时更新accounts表中未锁定的行。

  2. 兼容性:如果数据资源上放置了共享锁,还能再放置共享锁和更新锁。

  3. 并发性能:具有良好的并发性能,当数据被放置共享锁后,还可以再放置共享锁或更新锁。所以并发性能很好。

排他锁

  1. 加锁与解锁:当一个事务执行insert、update或delete语句时,数据库系统会自动对SQL语句操纵的数据资源使用独占锁。如果该数据资源已经有其他锁(任何锁)存在时,就无法对其再放置独占锁了。

  2. 兼容性:独占锁不能和其他锁兼容,如果数据资源上已经加了独占锁,就不能再放置其他的锁了。同样,如果数据资源上已经放置了其他锁,那么也就不能再放置独占锁了。

  3. 并发性能:最差。只允许一个事务访问锁定的数据,如果其他事务也需要访问该数据,就必须等待。

更新锁

更新锁在的初始化阶段用来锁定可能要被修改的资源,这可以避免使用共享锁造成的死锁现象。例如,对于以下的update语句:

UPDATE accounts SET balance=900 WHERE id=1

更新操作需要分两步:读取accounts表中id为1的记录 –> 执行更新操作。

如果在第一步使用共享锁,再第二步把锁升级为独占锁,就可能出现死锁现象。例如:两个事务都获取了同一数据资源的共享锁,然后都要把锁升级为独占锁,但需要等待另一个事务解除共享锁才能升级为独占锁,这就造成了死锁。

更新锁有如下特征:

  1. 加锁与解锁:当一个事务执行update语句时,数据库系统会先为事务分配一把更新锁。当读取数据完毕,执行更新操作时,会把更新锁升级为独占锁。

  2. 兼容性:更新锁与共享锁是兼容的,也就是说,一个资源可以同时放置更新锁和共享锁,但是最多放置一把更新锁。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。

并发性能:允许多个事务同时读锁定的资源,但不允许其他事务修改它。

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