相关名词

  • 表级锁(锁定整个表)
  • 页级锁(锁定一页)
  • 行级锁(锁定一行)
  • 共享锁(S锁,MyISAM 叫做读锁)
  • 排他锁(X锁,MyISAM 叫做写锁)
  • 悲观锁(抽象性,不真实存在这个锁)
  • 乐观锁(抽象性,不真实存在这个锁)

InnoDB与MyISAM

Mysql 在5.5之前默认使用 MyISAM 存储引擎,之后使用 InnoDB 。查看当前存储引擎:

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show variables like '%storage_engine%';

MyISAM 操作数据都是使用的表锁,你更新一条记录就要锁整个表,导致性能较低,并发不高。当然同时它也不会存在死锁问题。

而 InnoDB 与 MyISAM 的最大不同有两点:一是 InnoDB 支持事务;二是 InnoDB 采用了行级锁。也就是你需要修改哪行,就可以只锁定哪行。

在 Mysql 中,行级锁并不是直接锁记录,而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种,如果一条sql 语句操作了主键索引,Mysql 就会锁定这条主键索引;如果一条语句操作了非主键索引,MySQL会先锁定该非主键索引,再锁定相关的主键索引。

InnoDB 行锁是通过给索引项加锁实现的,如果没有索引,InnoDB 会通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。也就是说:如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中所有数据加锁,实际效果跟表锁一样。因为没有了索引,找到某一条记录就得扫描全表,要扫描全表,就得锁定表。

共享锁与排他锁

首先说明:数据库的增删改操作默认都会加排他锁,而查询不会加任何锁。

共享锁

对某一资源加共享锁,自身可以读该资源,其他人也可以读该资源(也可以再继续加共享锁,即 共享锁可多个共存),但无法修改。要想修改就必须等所有共享锁都释放完之后。语法为:

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select * from table lock in share mode

排他锁

对某一资源加排他锁,自身可以进行增删改查,其他人无法进行任何操作。语法为:

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select * from table for update --增删改自动加了排他锁

以例理解

下面援引例子来进行理解(援自:http://blog.csdn.net/samjustin1/article/details/52210125 )。

这里用T1代表一个数据库执行请求,T2代表另一个请求,也可以理解为T1为一个线程,T2 为另一个线程。

例1:

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T1:select * from table lock in share mode(假设查询会花很长时间,下面的例子也都这么假设)
T2:update table set column1='hello'

分析:

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T1运行(并加共享锁)
T2运行
If T1还没执行完
T2等......
else锁被释放
T2执行
endif

T2 之所以要等,是因为 T2 在执行 update 前,试图对 table 表加一个排他锁,而数据库规定同一资源上不能同时共存共享锁和排他锁。所以 T2 必须等 T1 执行完,释放了共享锁,才能加上排他锁,然后才能开始执行 update 语句。


例2:

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T1:select * from table lock in share mode
T2:select * from table lock in share mode

分析:

这里T2不用等待T1执行完,而是可以马上执行。T1运行,则 table 被加锁,比如叫lockAT2运行,再对 table 加一个共享锁,比如叫lockB两个锁是可以同时存在于同一资源上的(比如同一个表上)。这被称为共享锁与共享锁兼容。这意味着共享锁不阻止其它人同时读资源,但阻止其它人修改资源。


例3:

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T1:select * from table lock in share mode
T2:select * from table lock in share mode
T3:update table set column1='hello'

分析:

T2 不用等 T1 运行完就能运行,T3 却要等 T1 和 T2 都运行完才能运行。因为 T3 必须等 T1 和 T2 的共享锁全部释放才能进行加排他锁然后执行 update 操作。


例4:(死锁的发生)

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T1:begin tran select * from table lock in share modeupdate table set column1='hello'
T2:begin tran select * from table lock in share modeupdate table set column1='world'

假设 T1 和 T2 同时达到 select,T1 对 table 加共享锁,T2 也对 table 加共享锁,当 T1 的 select 执行完,准备执行 update 时,根据锁机制,T1 的共享锁需要升级到排他锁才能执行接下来的 update.在升级排他锁前,必须等 table 上的其它共享锁(T2)释放,同理,T2也在等 T1 的共享锁释放。于是死锁产生了。


例5:

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T1:begin tran update table set column1='hello' where id=10
T2:begin tran update table set column1='world' where id=20

这种语句虽然最为常见,很多人觉得它有机会产生死锁,但实际上要看情况:

  • 如果id是主键(默认有主键索引),那么T1会一下子找到该条记录(id=10的记录),然后对该条记录加排他锁,T2,同样,一下子通过索引定位到记录,然后对id=20的记录加排他锁,这样T1和T2各更新各的,互不影响。T2也不需要等。
  • 如果id是普通的一列,没有索引。那么当T1对id=10这一行加排他锁后,T2为了找到id=20,需要对全表扫描。但因为T1已经为一条记录加了排他锁,导致T2的全表扫描进行不下去(其实是因为T1加了排他锁,数据库默认会为该表加意向锁,T2要扫描全表,就得等该意向锁释放,也就是T1执行完成),就导致T2等待。

那死锁怎么解决呢?一种办法是,如下:


例6:

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T1:begin tran select * from table for updateupdate table set column1='hello'
T2:begin tran select * from table for updateupdate table set column1='world'

这样,当 T1 的 select 执行时,直接对表加上了排他锁,T2 在执行 select 时,就需要等 T1 事务完全执行完才能执行。排除了死锁发生。但当第三个 user 过来想执行一个查询语句时,也因为排他锁的存在而不得不等待,第四个、第五个 user 也会因此而等待。在大并发情况下,让大家等待显得性能就太友好了。
所以,有些数据库这里引入了更新锁(如Mssql,注意:Mysql不存在更新锁),如下:


例7:

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T1:begin transelect * from table (加更新锁)update table set column1='hello'
T2:begin transelect * from table (加更新锁)update table set column1='world'

更新锁其实就可以看成排他锁的一种变形,只是它也允许其他人读(并且还允许加共享锁)。但不允许其他操作,除非我释放了更新锁。T1 执行 select,加更新锁。T2 运行,准备加更新锁,但发现已经有一个更新锁在那儿了,只好等。当后来有 user3、user4…需要查询 table 表中的数据时,并不会因为 T1的 select 在执行就被阻塞,照样能查询,相比起例6,这提高了效率。

意向锁,计划锁

  • 意向锁即是:某行修改时,自动加上了排他锁,同时会默认给该表加意向锁,表示里面有记录正被锁定,这时,其他人就不可以对该表加表锁了。如果没有意向锁这个类似指示灯的东西存在,其他人加表锁之前就得扫描全表,查看是否有记录正被锁定,效率低下。
  • 计划锁:和程序员关系不大,就没去了解了。

乐观锁与悲观锁

案例

某商品,用户购买后库存数应-1,而某两个或多个用户同时购买,此时三个执行程序均同时读得库存为n,之后进行了一些操作,最后将均执行update table set 库存数=n-1,那么,很显然这是错误的。

解决

使用悲观锁

其实说白了也就是排他锁。

  1. 程序A在查询库存数时使用排他锁(select * from table where id=10 for update)
  2. 然后进行后续的操作,包括更新库存数,最后提交事务。
  3. 程序B在查询库存数时,如果A还未释放排他锁,它将等待。
  4. 程序C同B……

使用乐观锁

靠表设计和代码来实现。

  1. 一般是在该商品表添加version版本字段或者timestamp时间戳字段
  2. 程序A查询后,执行更新变成了:
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    update table set num=num-1 where id=10 and version=23

这样,保证了修改的数据是和它查询出来的数据是一致的,而其他执行程序未进行修改。当然,如果更新失败,表示在更新操作之前,有其他执行程序已经更新了该库存数,那么就可以尝试重试来保证更新成功。为了尽可能避免更新失败,可以合理调整重试次数(阿里巴巴开发手册规定重试次数不低于三次)。

总结

对于以上,可以看得出来乐观锁和悲观锁的区别:

  1. 悲观锁使用了排他锁,当程序独占锁时,其他程序就连查询都是不允许的,导致吞吐较低。如果在查询较多的情况下,可使用乐观锁。

  2. 乐观锁更新有可能会失败,甚至是更新几次都失败,这是有风险的。所以如果写入较频繁,对吞吐要求不高,可使用悲观锁。

也就是一句话:多读用乐观锁,多写用悲观锁。