MySQL中的锁

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在计算机科学中,锁是在执行多线程时用于强行限制资源访问的同步机制,即用于在并发控制中保证对互斥要求的满足。

了解Java的人都清楚,在高并发或者异步任务中的锁机制异常重要,当然当我们访问持久层数据库的时候,也会有很多类似锁机制,就拿MySQL来说就有乐观锁、悲观锁、共享锁、排它锁、行锁、表锁等,于是今天就对这几个概念进行学习一下。

乐观锁

乐观锁不是数据库自带的,需要我们自己去实现。乐观锁是指操作数据库时(更新操作),想法很乐观,认为这次的操作不会导致冲突,在操作数据时,并不进行任何其他的特殊处理(也就是不加锁),而在进行更新后,再去判断是否有冲突了。

通常实现是这样的:在表中的数据进行操作时(更新),先给数据表加一个版本(version)字段,每操作一次,将那条记录的版本号加1。也就是先查询出那条记录,获取出version字段,如果要对那条记录进行操作(更新),则先判断此刻version的值是否与刚刚查询出来时的version的值相等,如果相等,则说明这段期间,没有其他程序对其进行操作,则可以执行更新,将version字段的值加1;如果更新时发现此刻的version值与刚刚获取出来的version的值不相等,则说明这段期间已经有其他程序对其进行操作了,则不进行更新操作。

当然还有一种方式是使用时间戳(timestamp),也是在更新提交的时候检查当前数据库中数据的时间戳和自己更新前取到的时间戳进行对比,如果一致则OK,否则就是数据冲突。

下面举例说明一下:

1.三个字段,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=#{id} and version=#{version};
tips:

除了自己手动实现乐观锁之外,现在网上许多框架已经封装好了乐观锁的实现,如hibernate,需要时,可能自行搜索"hibernate乐观锁"试试看。

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。

select name from tbl where id=1 for update;我们通过select…for update这种方式,这样就通过数据库实现了悲观锁。

但是有几点要注意的就是:

1.如果要使用悲观锁,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;

2.使用select…for update会把数据给锁住,不过我们需要注意一些锁的级别,MySQL InnoDB默认Row-Level Lock,所以只有「明确」地指定主键或者索引,MySQL 才会执行Row lock (只锁住被选取的数据) ,否则MySQL 将会执行Table Lock (将整个数据表单给锁住)。

3.如果没有悲观锁,当涉及电商秒杀之类的场景时,多线程并发情况下,会存在超卖的可能。

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。

共享锁

共享锁指的就是对于多个不同的事务,对同一个资源共享同一个锁。就像对于同一个保险箱,它拥有多个钥匙一样,允许不同事务加共享锁读取,但不允许其它事务修改或者加入排他锁,如果有修改必须等待一个事务提交完成才可以执行。

select name from tbl where id=1 lock in share mode;共享锁的实现就是通过在执行语句后面加上lock in share mode就代表对某些记录加上共享锁了。

再举个例子:

此时是进行开启事务并且加共享锁;

然后发现执行时会有卡顿现象且过一会报错:lock wait timeout exceeded try restarting transaction;

那么证明,对于id=9555的记录加锁成功了,在上一条记录还没有commit之前,这条记录被锁住了,只有在上一个事务释放掉锁后才能进行操作。

排它锁

排它锁与共享锁相对应,就是指对于多个不同的事务,对同一个资源只能有一把锁,自身事务可以进行读和写,其他事务无权限,实现方式与共享锁类似,在需要执行的语句后面加上for update就可以了。

行锁

行锁,仅对指定的一行记录进行加锁,这样其它进程还是可以对同一个表中的其它记录进行操作。比如之前演示的共享锁语句:SELECT * from t_personal where id = 9555 lock in share mode;

由于对于personal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9555的记录加上锁,那么这个锁就是行锁。

表锁

表锁,直接锁定整张表,在你锁定期间,其它进程无法对该表进行写操作。如果某次事务加了排它锁,则其它进程读也不允许。

页锁

页锁,表级锁速度快,但冲突多,行级冲突少,但速度慢。所以取了折衷的页级,一次锁定相邻的一组记录。

通过查阅资料,上述三种锁的特性可大致归纳如下:

1.表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

2.行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。

3.页级锁:开销和加锁时间界于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁定粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般。

其实,在这些知识里面,还有一个叫做MVCC的东西,因为锁是一个非常耗性能的东西,每次都得去加锁和释放锁,为了提高数据库的并发性,所以出现了MVCC,这个我也不清楚,后面再探讨吧。