转自https://blog.csdn.net/C_J33/article/details/79487941
数据库锁
先看一张图自己整理的数据库锁的树形图
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
官方文档中是这么描述的,
Intention locks are table-level locks that indicate which type of lock (shared or exclusive) a transaction requires later for a row in a table
知乎上有个解释十分形象,如下:
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。
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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。
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:
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。
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。
数据库隔离级别
了解了数据的锁机制,数据库的隔离级别也就好理解多了。每一种隔离级别满足不同的数据要求,使用不同程度的锁。
Read Uncommitted,读写均不使用锁,数据的一致性最差,也会出现许多逻辑错误。
Read Committed,使用写锁,但是读会出现不一致,不可重复读。
Repeatable Read, 使用读锁和写锁,解决不可重复读的问题,但会有幻读。
Serializable, 使用事务串形化调度,避免出现因为插入数据没法加锁导致的不一致的情况。
读不提交,造成脏读(Read Uncommitted)
一个事务中的读操作可能读到另一个事务中未提交修改的数据,如果事务发生回滚就可能造成错误。
例子:A打100块给B,B看账户,这是两个操作,针对同一个数据库,两个事物,如果B读到了A事务中的100块,认为钱打过来了,但是A的事务最后回滚了,造成损失。
避免这些事情的发生就需要我们在写操作的时候加锁,使读写分离,保证读数据的时候,数据不被修改,写数据的时候,数据不被读取。从而保证写的同时不能被另个事务写和读。
读提交(Read Committed)
我们加了写锁,就可以保证不出现脏读,也就是保证读的都是提交之后的数据,但是会造成不可重读,即读的时候不加锁,一个读的事务过程中,如果读取数据两次,在两次之间有写事务修改了数据,将会导致两次读取的结果不一致,从而导致逻辑错误。
可重读(Repeatable Read)
解决不可重复读问题,一个事务中如果有多次读取操作,读取结果需要一致(指的是固定一条数据的一致,幻读指的是查询出的数量不一致)。 这就牵涉到事务中是否加读锁,并且读操作加锁后是否在事务commit之前持有锁的问题,如果不加读锁,必然出现不可重复读,如果加锁读完立即释放,不持有,那么就可能在其他事务中被修改,若其他事务已经执行完成,此时该事务中再次读取就会出现不可重复读,
所以读锁在事务中持有可以保证不出现不可重复读,写的时候必须加锁且持有,这是必须的了,不然就会出现脏读。Repeatable Read(可重读)也是MySql的默认事务隔离级别,上面的意思是读的时候需要加锁并且保持
可串行化(Serializable)
解决幻读问题,在同一个事务中,同一个查询多次返回的结果不一致。事务A新增了一条记录,事务B在事务A提交前后各执行了一次查询操作,发现后一次比前一次多了一条记录。幻读是由于并发事务增加记录导致的,这个不能像不可重复读通过记录加锁解决,因为对于新增的记录根本无法加锁。需要将事务串行化,才能避免幻读。
这是最高的隔离级别,它通过强制事务排序,使之不可能相互冲突,从而解决幻读问题。简言之,它是在每个读的数据行上加上共享锁。在这个级别,可能导致大量的超时现象和锁竞争
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