MySQL的表級(jí)鎖,行級(jí)鎖,排它鎖和共享鎖
前言
如果我們和面試官聊到事務(wù)的問題,怎么回答呢?
先說下事務(wù)是什么,因?yàn)槲覀儤I(yè)務(wù)是比較復(fù)雜的,不可能一個(gè)sql就能解決的,涉及多個(gè)sql就組成一個(gè)事務(wù)。事務(wù)就是一組sql共同執(zhí)行,要么完全成功,要么完全失敗,不能出現(xiàn)部分成功或者部分失敗的情況。一個(gè)事務(wù)有ACID特性(可以參考:事務(wù)的ACID特性和MySQL事務(wù)的隔離級(jí)別):
- 原子性:要么全部成功,要么全部失敗,這樣才能保證事務(wù)的一致性;
- 一致性:比如銀行的轉(zhuǎn)賬,扣除一個(gè)人的錢肯定要給另一個(gè)人加錢,不能光扣除不加,這樣業(yè)務(wù)就存在問題,數(shù)據(jù)的一致性就破壞了;
- 持久性:當(dāng)我們數(shù)據(jù)commit以后,數(shù)據(jù)是先寫到緩存當(dāng)中,緩存中的數(shù)據(jù)還是要慢慢花時(shí)間往磁盤上寫,如果此時(shí)停電了、宕機(jī)或者重啟了,我們有redo log重做日志來保證數(shù)據(jù)庫的持久性;
- 隔離性:這塊可以說下事務(wù)為什么要有隔離性,因?yàn)槭聞?wù)要允許并發(fā)執(zhí)行,一個(gè)業(yè)務(wù)涉及了很多事務(wù),而我們后臺(tái)往往有很多業(yè)務(wù),要能夠讓他們并發(fā)執(zhí)行,如果所有的事務(wù)都是串行執(zhí)行的話,那這樣我們寫多線程程序只有一個(gè)線程來做事情,這樣效率很低。所以事務(wù)要并發(fā)執(zhí)行,但是并發(fā)執(zhí)行涉及了一些問題:事務(wù)的安全性&一致性和并發(fā)的效率問題,我們以這兩個(gè)東西為參考點(diǎn),才得到了MySQL不同等級(jí)的并發(fā)/隔離,如果事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)我們完全不隔離的話,就可能會(huì)出現(xiàn)臟讀(事務(wù)B讀到了事務(wù)A還未提交的數(shù)據(jù)然后,然后用事務(wù)A未提交的數(shù)據(jù)去做計(jì)算,得到了很多其他的結(jié)果,然后事務(wù)A又把那個(gè)數(shù)據(jù)rollback掉,那么事務(wù)B計(jì)算出來的都是有問題的數(shù)據(jù),臟讀一定會(huì)出現(xiàn)問題)、不可重復(fù)讀(以同樣的條件去一個(gè)數(shù)據(jù),然后再次去查詢的時(shí)候發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的值有所改變,當(dāng)然不可重復(fù)讀也不一定會(huì)有問題,有些業(yè)務(wù)場(chǎng)景下是允許的,這和業(yè)務(wù)上數(shù)據(jù)的安全性和一致性是否嚴(yán)格有關(guān))和幻讀(在事務(wù)中按照同樣的條件前后兩次查詢的結(jié)果數(shù)據(jù)量不同)這些問題。
那么我們?yōu)榱私鉀Q事務(wù)并發(fā)執(zhí)行遇到的問題就給出了事務(wù)的隔離級(jí)別:
- 串行化,串行化完全用鎖來實(shí)現(xiàn),通過鎖給所有事務(wù)排序,按順序執(zhí)行,這樣做數(shù)據(jù)的安全性高但并發(fā)的效率很低,一般我們不會(huì)這樣做的。
- 未提交讀,對(duì)于我們寫的多線程程序來說,對(duì)于臨界區(qū)代碼段沒有做任何的并發(fā)控制,雖然并發(fā)性高但數(shù)據(jù)安全性很低,未提交讀還允許臟讀的存在,這是有問題的所以絕對(duì)不會(huì)使用未提交讀。串行化和未提交讀在實(shí)際項(xiàng)目中是不會(huì)用到的,一般數(shù)據(jù)庫引擎默認(rèn)工作在已提交讀和可重復(fù)讀,這兩個(gè)隔離級(jí)別就結(jié)合了數(shù)據(jù)的安全性&一致性和數(shù)據(jù)的并發(fā)效率,這兩個(gè)是由MVCC多版本并發(fā)控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
- 已提交讀,oracle默認(rèn)工作級(jí)別。不允許讀取未commit的數(shù)據(jù),這個(gè)級(jí)別仍然允許不可重復(fù)讀和虛讀產(chǎn)生。
- 可重復(fù)讀,MySQL默認(rèn)工作級(jí)別。保證事務(wù)再次讀取是依然得到相同的數(shù)據(jù),部分解決了虛讀,但虛讀是仍然會(huì)出現(xiàn)的
注意:
- 事務(wù)隔離級(jí)別越高,為避免沖突所花費(fèi)的性能也就越多,即效率低。
- 在“可重復(fù)讀”級(jí)別,實(shí)際上可以解決部分的虛讀問題,但是不能防止update更新產(chǎn)生的虛讀問題,要禁止虛讀產(chǎn)生,還是需要設(shè)置串行化隔離級(jí)別。
事務(wù)隔離級(jí)別的實(shí)現(xiàn)原理:鎖+MVCC。串行化底層實(shí)現(xiàn)原理是鎖,鎖有共享鎖、排它鎖、意向共享鎖、意向排它鎖、間隙鎖和死鎖,InnoDB的已提交讀和可重復(fù)讀的底層實(shí)現(xiàn)原理:MVCC(多版本并發(fā)控制),MVCC提供了一種并發(fā)讀取方式,包括快照讀(同一份數(shù)據(jù)會(huì)有多個(gè)版本)、當(dāng)前讀、undo log和redo log。MVCC是已提交讀和可重復(fù)讀的原理,鎖是串行化的原理
ACD特性用事務(wù)日志實(shí)現(xiàn),I 特性用共享鎖、排它鎖、MVCC 實(shí)現(xiàn)。事務(wù)日志分為undo log(回滾日志) 和 redo log(重做日志)
一、表級(jí)鎖&行級(jí)鎖
- 表級(jí)鎖:對(duì)整張表加鎖。開銷小(因?yàn)椴挥萌フ冶淼哪骋恍械挠涗涍M(jìn)行加鎖,要修改這張表,直接申請(qǐng)加這張表的鎖),加鎖快,不會(huì)出
- 現(xiàn)死鎖;鎖粒度大,發(fā)生鎖沖突的概率高,并發(fā)度低
- 行級(jí)鎖:對(duì)某行記錄加鎖。開銷大(需要找到表中相應(yīng)的記錄,有搜表搜索引的過程),加鎖慢,會(huì)出現(xiàn)死鎖;鎖定粒度最小,發(fā)生鎖沖突的概率最低,并發(fā)度高
MyISAM存儲(chǔ)引擎只支持表級(jí)鎖,InnoDB支持事務(wù)處理,支持行級(jí)鎖,并發(fā)能力更好
二、排它鎖&共享鎖
- 排它鎖:又稱為X鎖,寫鎖
- 共享鎖:又稱為S鎖,讀鎖
讀讀(SS)之間是可以兼容的,但是讀寫(SX、SX)之間,寫寫(XX)之間是互斥的
1. 測(cè)試不同事務(wù)之間排它鎖和共享鎖的兼容性
我們先查看表SQL及內(nèi)容
查看隔離級(jí)別:
首先開啟一個(gè)事務(wù)A,給id=7的數(shù)據(jù)加上排它鎖:
在另一個(gè)客戶端開啟事務(wù)B:
給id=7不管加排它鎖和共享鎖都阻塞了并沒有查詢出來,因?yàn)锳事務(wù)給id=7這一行的數(shù)據(jù)加了排它鎖,就是寫鎖,其他人不能讀也不能寫。
總結(jié):不同事務(wù)之間對(duì)于數(shù)據(jù)的鎖,只有SS鎖可以共存,XX、SX、XS都不能共存
2. 測(cè)試行鎖加在索引項(xiàng)上
其實(shí)行鎖是加在索引樹上的。
每次做完測(cè)試都把剛做的rollback。
用表的無索引字段作為過濾條件
那現(xiàn)在事務(wù)2獲取不同行chenwei的記錄
InnoDB是支持行鎖的,剛才以主鍵id為過濾條件時(shí),事務(wù)1和事務(wù)2獲取不同行的鎖是可以成功的。然而現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)獲取name為chenwei的排它鎖也獲取不到了,這是為什么?我們解釋一下:
InnoDB的行鎖是通過給索引項(xiàng)加鎖來實(shí)現(xiàn)的,而不是給表的行記錄加鎖實(shí)現(xiàn)的
而我們用name作為過濾條件沒有用到索引,自然就不會(huì)使用行鎖,而是使用表鎖。這就意味著只有通過索引檢索數(shù)據(jù),InnoDB才使用行級(jí)鎖,否則InnoDB都將使用表鎖!!!
我們給name字段加上索引:
然后再做剛才的操作:
我們發(fā)現(xiàn),給name加上索引后,兩個(gè)事務(wù)可以獲取到不同行的排它鎖(for update),再一次證明了InnoDB的行鎖是加在索引項(xiàng)上的。
因?yàn)楝F(xiàn)在name走的是索引, 通過zhangsan在輔助索引樹上找到它所在行記錄的id是7,然后到主鍵索引樹上,獲取對(duì)應(yīng)行記錄的排他鎖(個(gè)人猜測(cè)應(yīng)該是輔助索引樹和主鍵索引樹相應(yīng)的記錄都加了鎖)
三、串行化隔離級(jí)別測(cè)試
串行化所有事務(wù)用的都是共享鎖或者排它鎖,不需用手動(dòng)添加。select獲取的是共享鎖,insert、delete和update獲取的都是排它鎖。
設(shè)置串行化隔離級(jí)別:
兩個(gè)事務(wù)可以同時(shí)獲取共享鎖(SS共存:
現(xiàn)在讓事務(wù)2插入數(shù)據(jù);
由于Insert需要加排它鎖,但是由于事務(wù)1已經(jīng)對(duì)整張表加了共享鎖,事務(wù)2無法再對(duì)表成功加鎖(sx不共存)
rollback一下,把所有獲取鎖的狀態(tài)都回退掉:
開啟兩個(gè)事務(wù):
因?yàn)槲覀兘oname加上了索引,以上的select相當(dāng)于給name為zhangsan的數(shù)據(jù)加上了行共享鎖
事務(wù)2update;
事務(wù)2不能update,因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)被事務(wù)1的共享鎖鎖住了整個(gè)表
事務(wù)2在輔助索引樹上找zhangsan,找到對(duì)應(yīng)的主鍵值,然后去主鍵索引樹找到相應(yīng)的記錄,但是發(fā)現(xiàn)這行記錄已經(jīng)被共享鎖鎖住了,事務(wù)2可以獲取共享鎖,但是不能獲取排他鎖
我們?cè)儆弥麈I索引試試id能不能update
依然阻塞住了,雖然我們where后面的字段現(xiàn)在使用的id而不是name,但是name也是通過輔助索引樹找到對(duì)應(yīng)的主鍵,再到主鍵索引樹上找相應(yīng)的記錄,而主鍵索引樹上的記錄加了鎖
我們update id=8的數(shù)據(jù),成功了。因?yàn)槲覀僺elect的時(shí)候,只是給id=7的數(shù)據(jù)加上了行鎖,我們操作id=8的數(shù)據(jù)當(dāng)然可以成功
有索引,則使用行鎖;沒有索引,則使用表鎖。
表級(jí)鎖還是行級(jí)鎖說的是鎖的粒度,共享鎖和排他鎖說的是鎖的性質(zhì),不管是表鎖還是行鎖,都有共享鎖和排他鎖的區(qū)分。
串行化玩的就是排它鎖和共享鎖,在可重復(fù)讀級(jí)別下,不手動(dòng)加鎖的話,用的就是MVCC機(jī)制,實(shí)際上并沒有用到鎖,我們也可以手動(dòng)加鎖。InnoDB如果不創(chuàng)建索引的話,用的是表鎖,如果查詢的時(shí)候用到了索引項(xiàng),它用的就是行鎖了,行鎖是給索引加鎖,而不是單純給一行數(shù)據(jù)加鎖。
到此這篇關(guān)于MySQL的表級(jí)鎖,行級(jí)鎖,排它鎖和共享鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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