關(guān)于MySQL涉及鎖的問題詳解

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接下來說一下，數(shù)據(jù)庫的鎖機制，數(shù)據(jù)庫中都有哪些鎖？

　　首先呢，鎖是一種并發(fā)控制技術(shù)，鎖是用來在多個用戶同時訪問同一個數(shù)據(jù)的時候保護數(shù)據(jù)的。

有2種基本的鎖類型：

　　共享（S）鎖：多個事務(wù)可封鎖一個共享頁；任何事務(wù)都不能修改該頁；通常是該頁被讀取完畢，S鎖立即被釋放。在執(zhí)行select語句的時候需要給操作對象（表或一些記錄）加上共享鎖，但加鎖之前需要檢查是否有排他鎖，如果沒有，則可以加共享鎖（一個對象上可以加N個共享鎖），否則不行。共享鎖通常在執(zhí)行完select語句之后被釋放，當(dāng)然也可能是在事務(wù)結(jié)束（包括正常結(jié)束和異常結(jié)束）的時候被釋放，主要取決與數(shù)據(jù)庫所設(shè)置的事務(wù)隔離級別。

　　排它（X）鎖：僅允許一個事務(wù)封鎖此頁；其他任何事務(wù)必須等到X鎖被釋放才能對該頁進(jìn)行訪問；X鎖一直到事務(wù)結(jié)束才能被釋放。執(zhí)行insert、update、delete語句的時候需要給操作的對象加排它鎖，在加排他鎖之前必須確認(rèn)該對象上沒有其他任何鎖，一旦加上排它鎖之后，就不能再給這個對象加其他任何鎖。排它鎖的釋放通常是在事務(wù)結(jié)束的時候（當(dāng)然也有例外，就是在數(shù)據(jù)庫事務(wù)隔離級別被設(shè)置為Read Uncommitted（讀未提交數(shù)據(jù)）的時候，這種情況下排他鎖會在執(zhí)行完更新操作之后被釋放，而不是在事務(wù)結(jié)束的時候）。

按鎖的機制

既然使用了鎖，就有出現(xiàn)死鎖的可能。

產(chǎn)生死鎖的四個必要條件：

　　互斥條件：一個資源每次只能被一個進(jìn)程使用。

　　請求與保持條件：一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

　　不可剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強行剝奪。

　　環(huán)路等待條件：若干個進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。

只要系統(tǒng)發(fā)生了死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。

預(yù)防死鎖

預(yù)防死鎖的發(fā)生只需要破壞死鎖產(chǎn)生的四個必要條件之一即可。

1）破壞互斥條件

　　如果允許系統(tǒng)資源都能共享使用，則系統(tǒng)不會進(jìn)入死鎖狀態(tài)。但有些資源根本不能同時訪問，如打印機等臨界資源只能互斥使用。所以破壞互斥條件而預(yù)防死鎖的方法不太可行，而且在有些場合應(yīng)該保護這種互斥性。

2）破壞不可剝奪條件

　　當(dāng)一個已保持了某些不可剝奪資源的進(jìn)程，請求新的資源而得不到滿足時，它必須釋放已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時再重新申請。這意味著，一個進(jìn)程已占有的資源會被暫時釋放，或者說是被剝奪了，或從而破壞了不可剝奪條件。

　　該策略實現(xiàn)起來比較復(fù)雜，釋放已獲得的資源可能造成前一階段工作的失效，反復(fù)地申請和釋放資源會增加系統(tǒng)開銷，降低系統(tǒng)吞吐量。這種方法常用于狀態(tài)易于保存和恢復(fù)的資源，如CPU的寄存器及內(nèi)存資源，一般不能用于打印機之類的資源。

3）破壞請求和保持的條件

　　采用預(yù)先靜態(tài)分配方法，即進(jìn)程在運行前一次申請完它所需要的全部資源，在它的資源為滿足前，不把它投入運行。一旦投入運行后，這些資源就一直歸它所有，也不再提出其他資源請求，這樣就可以保證系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖。

　　這種方式實現(xiàn)簡單，但缺點也顯而易見，系統(tǒng)資源被嚴(yán)重浪費，其中有些資源可能僅在運行初期或運行快結(jié)束時才使用，甚至根本不使用。而且還會導(dǎo)致“饑餓”現(xiàn)象，當(dāng)由于個別資源長期被其他進(jìn)程占用時，將致使等待該資源的進(jìn)程遲遲不能開始運行。

4）破壞環(huán)路等待條件

　　為了破壞環(huán)路等待條件，可采用順序資源分配法。首先給系統(tǒng)中的資源編號，規(guī)定每個進(jìn)程，必須按編號遞增的順序請求資源，同類資源一次申請完。也就是說，只要進(jìn)程提出申請分配資源Ri，則該進(jìn)程在以后的資源申請種，只能申請編號大于Ri的資源。

　　這種方法存在的問題時，編號必須相對穩(wěn)定，這就限制了新類型設(shè)備的增加；盡管在為資源編號時已考慮到大多數(shù)作業(yè)實際使用這些資源的順序，但也經(jīng)常會發(fā)生作業(yè)使用資源的順序與系統(tǒng)規(guī)定順序不同的情況，造成資源的浪費；此外，這種按規(guī)定次序申請資源的方法，也必然會給用戶的編程帶來麻煩。

解除死鎖

　　1）從死鎖進(jìn)程處剝奪資源；

　　2）終止部分或全部進(jìn)程；

MySQL鎖的粒度（即鎖的級別）

MySQL各存儲引擎使用了三種類型（級別）的鎖定機制：行級鎖定、頁級鎖定和表級鎖定。

　　1、表級鎖：直接鎖定整張表，在你鎖定期間，其他進(jìn)程無法對該表進(jìn)行寫操作。如果你是寫鎖，則其他進(jìn)程則讀也不允許。特點：開銷小，加鎖快；不會出現(xiàn)死鎖；鎖粒度最大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。

　　　　MyISAM存儲引擎采用的是表級鎖。

　　　　有兩種模式：表共享讀鎖和表獨占寫鎖。加讀鎖的命令：lock table 表名 read;　　去掉鎖的命令：unlock tables。

　　　　支持并發(fā)插入：支持查詢和插入操作并發(fā)運行（在表尾并發(fā)插入）。

　　　　鎖調(diào)度機制：寫鎖優(yōu)先。一個進(jìn)程請求某個MyISAM表的讀鎖，同時另一個進(jìn)程也請求同一表的寫鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫進(jìn)程先獲得鎖。

　　2、行級鎖：僅對指定的記錄進(jìn)行加鎖，這樣其他進(jìn)程還是可以對同一個表中的其他記錄進(jìn)行操作。特點：開銷大，加鎖慢；會出現(xiàn)死鎖；鎖粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高。

　　　　InnoDB存儲引擎既支持行級鎖，也支持表級鎖，但默認(rèn)情況下是采用行級鎖。

　　3、頁級鎖：一次鎖定相鄰的一組記錄。開銷和加鎖時間介于表鎖和行鎖之間；會出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度介于表鎖和行鎖治安，并發(fā)度一般。

　　最常用的處理多用戶并發(fā)訪問的方法是加鎖。當(dāng)一個用戶鎖定數(shù)據(jù)庫中的某個對象時，其他用戶就不能再訪問該對象。加鎖對并發(fā)訪問的影響體現(xiàn)在鎖的粒度上。比如，（表鎖）放在一個表上的鎖限制對整個表的并發(fā)訪問；（頁鎖）放在數(shù)據(jù)頁上的鎖限制了對整個數(shù)據(jù)頁的訪問；（行鎖）放在行上的鎖只限制對該行的并發(fā)訪問。

樂觀鎖和悲觀鎖的概念，實現(xiàn)方式和使用場景

鎖有兩種機制：悲觀鎖和樂觀鎖。

　　悲觀鎖，鎖如其名，它對世界是悲觀的，它認(rèn)為別人訪問正在改變的數(shù)據(jù)的概率是很高的，所以從數(shù)據(jù)開始更改時就將數(shù)據(jù)鎖住，直到更改完成才釋放。

一個典型的依賴數(shù)據(jù)庫的悲觀鎖調(diào)用：

　　select * from account where name="Erica" for update

　　這條SQL語句鎖定了account表中所有符合檢索條件（name="Erica"）的記錄。本事務(wù)提交之前（事務(wù)提交時會釋放事務(wù)過程中的鎖），外界無法修改這些記錄。該語句用來鎖定特定的行（如果where子句，就是滿足where條件的那些行）。當(dāng)這些行被鎖定后，其他會話可以選擇這些行，但不能更改或刪除這些行，直到該語句的事務(wù)被commit語句或rollback語句結(jié)束終止。需要注意的是，select ...for update要放到MySQL的事務(wù)種，即begin和commit中，否則不起作用。

　　悲觀所可能會造成加鎖的時間很長，并發(fā)行不好，特別是長事務(wù)，影響系統(tǒng)的整體性能。

　　悲觀所的實現(xiàn)方式：

　　　　悲觀鎖，也是基于數(shù)據(jù)庫的鎖機制實現(xiàn)。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里邊就用到了很多這種鎖機制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖、寫鎖等，都是在做操作之前先上鎖。

　　樂觀鎖，它對世界比較樂觀，認(rèn)為別人訪問正在改變的數(shù)據(jù)的概率是很低的，所以直到修改完成準(zhǔn)備提交所作的修改到數(shù)據(jù)庫的時候才會將數(shù)據(jù)鎖住，當(dāng)你讀取以及改變該對象時并不加鎖，完成更改后釋放。樂觀鎖不能解決臟讀的問題。

　　樂觀鎖加鎖的時間要比悲觀鎖短，大大提升了大并發(fā)量下的系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)。

　　樂觀鎖的實現(xiàn)方式：

　　　　1、大多是基于數(shù)據(jù)版本（version）記錄機制實現(xiàn)，需要為每一行數(shù)據(jù)增加一個版本標(biāo)識（也就是每一行數(shù)據(jù)多一個字段version），每次更新數(shù)據(jù)都要更新對應(yīng)的版本號+1。

　　　　工作原理：讀出數(shù)據(jù)時，將此版本一同讀出，之后更新時，對此版本號加一。此時，將提交的數(shù)據(jù)的版本信息與數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息進(jìn)行比對，如果提交的數(shù)據(jù)版本號大于數(shù)據(jù)庫表當(dāng)前版本號，則予以更新，否則認(rèn)為是過期數(shù)據(jù)，不得不重新讀取該對象并作出更改。

　　　　2、使用時間戳來實現(xiàn)

　　　　同樣是在需要樂觀鎖控制的table中增加一個字段，名稱無所謂，字段類型使用時間戳（timestamp），和上面的version類似，也是在更新提交的時候檢查當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的時間戳和自己更新前取到的時間戳進(jìn)行對比，如果一致則OK，否則就是版本沖突。

悲觀鎖與樂觀鎖的適用場景：

　　如果并發(fā)量不大，可以使用悲觀鎖解決并發(fā)問題；但如果系統(tǒng)的并發(fā)量非常大的話，悲觀所定會帶來非常大的性能問題，所以我們就要選擇樂觀鎖定的方法?，F(xiàn)在大部分應(yīng)用都應(yīng)該是樂觀鎖的。

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