一、相關名詞
表級鎖(鎖定整個表)
頁級鎖(鎖定一頁)
行級鎖(鎖定一行)
共享鎖(S鎖,MyISAM 叫做讀鎖)
排他鎖(X鎖,MyISAM 叫做寫鎖)
悲觀鎖(抽象性,不真實存在這個鎖)
樂觀鎖(抽象性,不真實存在這個鎖)
二、InnoDB與MyISAM
Mysql 在5.5之前默認使用 MyISAM 存儲引擎,之后使用 InnoDB 。查看當前存儲引擎:
show variables like '%storage_engine%';
MyISAM 操作數據都是使用的表鎖,你更新一條記錄就要鎖整個表,導致性能較低,並發不高。當然同時它也不會存在死鎖問題。
而 InnoDB 與 MyISAM 的最大不同有兩點:一是 InnoDB支持事務;二是 InnoDB 采用了行級鎖。也就是你需要修改哪行,就可以只鎖定哪行。
在 Mysql 中,行級鎖並不是直接鎖記錄,而是鎖索引。索引分為主鍵索引和非主鍵索引兩種,如果一條sql 語句操作了主鍵索引,Mysql 就會鎖定這條主鍵索引;如果一條語句操作了非主鍵索引,MySQL會先鎖定該非主鍵索引,再鎖定相關的主鍵索引。
InnoDB 行鎖是通過給索引項加鎖實現的,如果沒有索引,InnoDB 會通過隱藏的聚簇索引來對記錄加鎖。也就是說:如果不通過索引條件檢索數據,那么InnoDB將對表中所有數據加鎖,實際效果跟表鎖一樣。因為沒有了索引,找到某一條記錄就得掃描全表,要掃描全表,就得鎖定表。
三、共享鎖與排他鎖
1.首先說明:數據庫的增刪改操作默認都會加排他鎖,而查詢不會加任何鎖。
共享鎖:對某一資源加共享鎖,自身可以讀該資源,其他人也可以讀該資源(也可以再繼續加共享鎖,即 共享鎖可多個共存),但無法修改。要想修改就必須等所有共享鎖都釋放完之后。語法為:
select * from table lock in share mode
排他鎖:對某一資源加排他鎖,自身可以進行增刪改查,其他人無法進行任何操作。語法為:
select * from table for update
-- 增刪改自動加了排他鎖
2.下面援引例子說明(援自:http://blog.csdn.net/samjustin1/article/details/52210125):
這里用T1代表一個數據庫執行請求,T2代表另一個請求,也可以理解為T1為一個線程,T2 為另一個線程。
例1:
T1: select * from table lock in share mode
(假設查詢會花很長時間,下面的例子也都這么假設)
T2: update table set column1='hello'
過程:
T1運行(並加共享鎖)
T2運行
If T1還沒執行完
T2等......
else鎖被釋放
T2執行
endif
T2 之所以要等,是因為 T2 在執行 update 前,試圖對 table 表加一個排他鎖,而數據庫規定同一資源上不能同時共存共享鎖和排他鎖。所以 T2 必須等 T1 執行完,釋放了共享鎖,才能加上排他鎖,然后才能開始執行 update 語句。
例2:
T1: select * from table lock in share mode
T2: select * from table lock in share mode
這里T2不用等待T1執行完,而是可以馬上執行。
分析:
T1運行,則 table 被加鎖,比如叫lockAT2運行,再對 table 加一個共享鎖,比如叫lockB兩個鎖是可以同時存在於同一資源上的(比如同一個表上)。這被稱為共享鎖與共享鎖兼容。這意味着共享鎖不阻止其它人同時讀資源,但阻止其它人修改資源。
例3:
T1: select * from table lock in share mode
T2: select * from table lock in share mode
T3: update table set column1='hello'
T2 不用等 T1 運行完就能運行,T3 卻要等 T1 和 T2 都運行完才能運行。因為 T3 必須等 T1 和 T2 的共享鎖全部釋放才能進行加排他鎖然后執行 update 操作。
例4:(死鎖的發生)
T1: begin transelect * from table lock in share modeupdate table set column1='hello'
T2: begin transelect * from table lock in share modeupdate table set column1='world'
假設 T1 和 T2 同時達到 select,T1 對 table 加共享鎖,T2 也對 table 加共享鎖,當 T1 的 select 執行完,准備執行 update 時,根據鎖機制,T1 的共享鎖需要升級到排他鎖才能執行接下來的 update.在升級排他鎖前,必須等 table 上的其它共享鎖(T2)釋放,同理,T2 也在等 T1 的共享鎖釋放。於是死鎖產生了。
例5:
T1: begin tranupdate table set column1='hello' where id=10
T2: begin tranupdate table set column1='world' where id=20
這種語句雖然最為常見,很多人覺得它有機會產生死鎖,但實際上要看情況
如果id是主鍵(默認有主鍵索引),那么T1會一下子找到該條記錄(id=10的記錄),然后對該條記錄加排他鎖,T2,同樣,一下子通過索引定位到記錄,然后對id=20的記錄加排他鎖,這樣T1和T2各更新各的,互不影響。T2也不需要等。
如果id是普通的一列,沒有索引。那么當T1對id=10這一行加排他鎖后,T2為了找到id=20,需要對全表掃描。但因為T1已經為一條記錄加了排他鎖,導致T2的全表掃描進行不下去(其實是因為T1加了排他鎖,數據庫默認會為該表加意向鎖,T2要掃描全表,就得等該意向鎖釋放,也就是T1執行完成),就導致T2等待。
死鎖怎么解決呢?一種辦法是,如下:
例6:
T1: begin transelect * from table for updateupdate table set column1='hello'
T2: begin transelect * from table for updateupdate table set column1='world'
這樣,當 T1 的 select 執行時,直接對表加上了排他鎖,T2 在執行 select 時,就需要等 T1 事物完全執行完才能執行。排除了死鎖發生。但當第三個 user 過來想執行一個查詢語句時,也因為排他鎖的存在而不得不等待,第四個、第五個 user 也會因此而等待。在大並發情況下,讓大家等待顯得性能就太友好了。
所以,有些數據庫這里引入了更新鎖(如Mssql,注意:Mysql不存在更新鎖)。
例7:
T1: begin transelect * from table (加更新鎖)update table set column1='hello'
T2: begin transelect * from table (加更新鎖)update table set column1='world'
更新鎖其實就可以看成排他鎖的一種變形,只是它也允許其他人讀(並且還允許加共享鎖)。但不允許其他操作,除非我釋放了更新鎖。T1 執行 select,加更新鎖。T2 運行,准備加更新鎖,但發現已經有一個更新鎖在那兒了,只好等。當后來有 user3、user4...需要查詢 table 表中的數據時,並不會因為 T1 的 select 在執行就被阻塞,照樣能查詢,相比起例6,這提高了效率。
后面還有意向鎖和計划鎖:意向鎖即是:某行修改時,自動加上了排他鎖,同時會默認給該表加意向鎖,表示里面有記錄正被鎖定,這時,其他人就不可以對該表加表鎖了。如果沒有意向鎖這個類似指示燈的東西存在,其他人加表鎖之前就得掃描全表,查看是否有記錄正被鎖定,效率低下。而計划鎖這些,和程序員關系不大,就沒去了解了。
四、樂觀鎖與悲觀鎖
案例:
某商品,用戶購買后庫存數應-1,而某兩個或多個用戶同時購買,此時三個執行程序均同時讀得庫存為n,之后進行了一些操作,最后將均執行update table set
庫存數=n-1,那么,很顯然這是錯誤的。
解決:
1.使用悲觀鎖(其實說白了也就是排他鎖)
程序A在查詢庫存數時使用排他鎖(
select * from table where id=10 for update
)
然后進行后續的操作,包括更新庫存數,最后提交事務。
程序B在查詢庫存數時,如果A還未釋放排他鎖,它將等待。
程序C同B……
2.使用樂觀鎖(靠表設計和代碼來實現)
一般是在該商品表添加version版本字段或者timestamp時間戳字段
程序A查詢后,執行更新變成了:
update table set num=num-1 where id=10 and version=23
這樣,保證了修改的數據是和它查詢出來的數據是一致的,而其他執行程序未進行修改。當然,如果更新失敗,表示在更新操作之前,有其他執行程序已經更新了該庫存數,那么就可以嘗試重試來保證更新成功。為了盡可能避免更新失敗,可以合理調整重試次數(阿里巴巴開發手冊規定重試次數不低於三次)。
總結:對於以上,可以看得出來樂觀鎖和悲觀鎖的區別。
1.悲觀鎖使用了排他鎖,當程序獨占鎖時,其他程序就連查詢都是不允許的,導致吞吐較低。如果在查詢較多的情況下,可使用樂觀鎖。
2.樂觀鎖更新有可能會失敗,甚至是更新幾次都失敗,這是有風險的。所以如果寫入較頻繁,對吞吐要求不高,可使用悲觀鎖。
也就是一句話:讀用樂觀鎖,寫用悲觀鎖。