一、概述
1,锁的定义
- 锁是计算机 协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制
- 在数据库中,除传统的计算机资源(如CPU、RAM、I/O等)的争用以外,数据也是一种供许多用户共享的资源
- 如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。
2,锁的分类
a)数据操作的类型
- 读锁 (共享锁):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响
- 写锁 (排它锁):当前写操作没有完成前,它会阻断其他写锁和读锁
b)数据操作的颗粒度
- 行锁
- 表锁
- 页锁
二、表锁
1,特点
偏向MyISAM存储引擎, 开销小 , 加锁快,不会出现死锁 ; 锁定力度大 ,发生锁冲突概率高, 并发度最低 。
2,案例分析
#加锁方式
lock table 表名1 read(write),表名2 read(write);
#查看表上加过的锁 0表示未上锁
show open tables;
#释放锁
unlock tables;
a)建表
create table mylock (
id int not null primary key auto_increment,
name varchar(20) default ''
) engine myisam;
insert into mylock(name) values('a');
insert into mylock(name) values('b');
insert into mylock(name) values('c');
insert into mylock(name) values('d');
insert into mylock(name) values('e');
select * from mylock;
b)加读锁
在session 1中加锁
#给mylock表加读锁 lock table mylock read; #查询mylock表 可以展示所有数据 select * from mylock; #在当前会话中不能读取别的表:Table 'tbl_emp' was not locked with LOCK TABLES select * from tbl_emp;
在session 2中读取和修改
#可以查询 select * from mylock; #修改mylock表会出先等待,直到mylock表释放锁 update mylock set name='aaa' where id = 1;
结论:当前session为当前表 加写读锁
- 当前 session只能读取当前表,不能更新当前表 。并且不能操作其他表的读和写
- 其他 session只能读取当前表,不能更新当前表(阻塞) 。可以操作其他表的读和写。
c)加写锁
在session 1中添加写锁
#给mylock表加写锁 lock table mylock write; #查询mylock表 可以展示所有数据 select * from mylock; #在当前会话中不能读取别的表:Table 'tbl_emp' was not locked with LOCK TABLES select * from tbl_emp;
在session 2中读取和更新
#在session 2中无法读取数据和更新数据,一直阻塞;直到session中unlock tables解锁 select * from mylock;
结论:当前session为当前表加写锁
- 当前session只能操作当前表的读和写 ,不能操作其他表的读和写
- 其他session不能操作当前表的读和写(阻塞) ,可以操作其他表。
d)总结
- MyIsam 在执行查询语句( SELECT )前,会自动给涉及的 所有表加读锁 ,在执行 增****删改操作前 ,会自动给涉及的 表加写锁 。
- 对MyISAM表的读操作(加读锁),不会阻塞其他进程对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求。只有当读锁释放后,才会执行其它进程的写操作。
- 对MyISAM表的写操作(加写锁),会阻塞其他进程对同一表的读和写操作,只有当写锁释放后,才会执行其它进程的读写操作。
- 简而言之,就是 读锁会阻塞写,但是不会堵塞读。而写锁则会把读和写都堵塞 。
三、行锁
1,特点
- 偏向InnoDB存储引擎, 开销大,加锁慢 ; 会出现死锁(间隙锁) ; 锁定粒度最小 ,发生锁冲突的概率最低, 并发度也最高 。
- InnoDB与MyISam的最大不同有两个: 1.支持事务;2.采用行级锁。
2,事务
a)事务(Transation)及其ACID
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。
- 原子性 (Atomicity):事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。
- 一致性 (Consistent):在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性;事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。
- 隔离性 (Isolation):数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。
- 持久性 (Durability):事务院成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。
b)事务隔离级别
MySQL查看事务隔离级别:show variables like 'tx_isolation';
- 脏读****: 事务A读取到了事务B已修改但 尚未提交的的数据 ,还在这个数据基础上做了操作。
- 不可重复读: 事务A读取到了事务B已经提交的修改数据,不符合隔离性
- 幻读: 第一个事务对一定范围的数据进行批量修改,第二个事务在这个范围内增加一条数据,这时候第一个事务就会 丢失对新新增数据的修改
3,行锁案例
a)创建表
CREATE TABLE test_innodb_lock (a INT(11),b VARCHAR(16))ENGINE=INNODB;
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(1,'b2');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(3,'3');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(4, '4000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(5,'5000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(6, '6000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(7,'7000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(8, '8000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(9,'9000');
INSERT INTO test_innodb_lock VALUES(1,'b1');
CREATE INDEX test_innodb_a_ind ON test_innodb_lock(a);
CREATE INDEX test_innodb_lock_b_ind ON test_innodb_lock(b);
b)操作同一行数据
操作同一行数据时:当上一个事务 修改未提交 时,第二个事务也去修改会 处于阻塞 。
c)操作不同行数据
操作不同行时:即使上一个事务修 改未提交 ,第二个事务也能修改, 互不影响 。
d)索引失效,表锁
修改 test_innodb_lock 中的数据, varchar 不用 ’ ’ ,导致系统自动转换类型,导致 索引失效,会出现 表锁 。
4,间隙锁
a)介绍
- 当我们用 范围条件 而不是相等条件检索数据,并请求 共享或排他锁 时,InnoDB 会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁 ; 对于键值在条件范围内但并不存在的记录,叫做“间隙(GAP)”
- InnoDB也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制是所谓的间隙锁(Next-Key锁)
b)示例
4,锁定某一行
select xxx ... for update 锁定某一行后,其它的操作会被阻塞,直到锁定行的会话提交commit。
5,总结
- Innodb 存储引擎由于实现了 行级 锁定,虽然在锁定机制的实现方面所带来的 性能损耗可能比表级锁定会要更高 一些,但是在整体 并发处理能力方面要远远优于MyISAM 的表级锁定的。
- 当系统并发量较高的时候,Innodb的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势了。
- 但是,Innodb的行级锁定同样也有其脆弱的一面,当我们使用不当的时候( 索引失效,导致行锁变表锁 ),可能会让Innodb的整体性能表现不仅不能比MyISAM高,甚至可能会更差。
6,分析
show status like 'innodb_row_lock%'
- Innodb_row_lock_current_waits:当前正在等待锁定的数量;
- Innodb_row_lock_time:从系统启动到现在 锁定总时间长度 ;
- Innodb_row_lock_time_avg: 每次等待所花平均时间 ;
- Innodb_row_lock_time_max:从系统启动到现在等待最长的一次所花的时间;
- Innodb_row_lock_waits:系统启动后到现在 总共等待的次数 ;
7,行锁优化
- 尽可能让所有数据检索都通过索引来完成, 避免无索引行锁升级为表锁
- 合理 设计索引,尽量缩小锁的范围
- 尽可能 减少检索条件 ,避免间隙锁
- 尽量控制事务大小,减少锁定资源量和时间长度
- 尽可能低级别事务隔离
四、页锁
- 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。
如果觉得本文对你有帮助,可以关注一下我公众号,回复关键字【面试】即可得到一份Java核心知识点整理与一份面试大礼包!另有更多技术干货文章以及相关资料共享,大家一起学习进步!