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丸趣 TV 小编给大家分享一下 MySQL 中事务和锁的示例分析,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!
MySQL 数据库是一个多用户访问系统,那么就要面临当多个用户同时读取和更新数据时,数据不会被破坏,所以就诞生了锁,锁一种并发控制技术,当一个用户尝试修改数据库中的记录时,首先要获取锁,那么持有这个锁的用户还在修改时,其他用户就不能对这些记录进行修改了。
MySQL 中的锁
但是相对其他数据库而言,MySQL 的锁机制比较简单,MySQL 不同的存储引擎有不同的锁机制,MylSAM 和 MEMORY 存储引擎采用的是表级锁,BDB 存储引擎采用的是页面锁,而常用的 InnoDB 存储引擎支持行级锁、表级锁,默认情况下是采用行级锁。
这 3 种锁的特性如下:
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。
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。
页面锁: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。
MyISAM
MyISAM 表锁
MySQL 为表提供了两种类型的锁,它们是:
READ LOCK:允许用户仅从表中读取数据。
WRITE LOCK:允许用户对表进行读取和写入操作。
MyISAM 对表的读操作,不会阻塞其他用户对同一表的读请求,但是会阻塞对同一表的写请求,MyISAM 对表的写操作,会阻塞其他用户对同一表的读和写操作,MyISAM 表的读操作与写操作之间,以及写操作之间是串行的。
MyISAM 在执行查询语句 (SELECT) 前,会自动给使用到的所有表加读锁,在执行更新操作 (UPDATE、DELETE、INSERT 等) 前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要我们手动干预,所以我们一般不需要用 LOCK TABLE 命令给 MyISAM 表显式加锁,但是显示加锁也没有什么问题。
还有在用 LOCK TABLES 给表显式加表锁时,必须同时取得所有涉及表的锁,因为在执行 LOCK TABLES 后,只能访问显式加锁的这些表,不能访问未加锁的表,否则会出错,同时,如果加的是读锁,那么只能执行查询操作,不能执行更新操作,否则也会报错,在自动加锁的情况下也是如此,这也正是 MyISAM 表不会出现死锁的原因。
下面看一个列子。
1、创建一张表
CREATE TABLE test_table (
Id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
Name VARCHAR(50) NOT NULL,
Message VARCHAR(80) NOT NULL,
PRIMARY KEY (Id)
);
2、会话 1 获取写锁
mysql lock table test_table write;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
3、会话 2 读取。
我们知道在某个会话持有 WRITE 锁时,所有其他会话都无法访问该表的数据,所以在第二个会话执行下面语句时,会一直处于等待状态。
mysql select * from test_table;
4、会话 1 解锁
unlock table;
并发插入
在 MyISAM 里读写操作是串行的,但是可以根据 concurrent_insert 的设置,让 MyISAM 支持并行查询和插入。
concurrent_insert 取值如下:
0:不允许并发插入功能。
1:允许对没有空洞的表使用并发插入,新数据位于数据文件结尾(缺省)。
2:不管表有没有空洞,都允许在数据文件结尾并发插入。
空洞指的是表的中间没有被删除的行。
InnoDB
InnoDB 不同于 MyISAM,他有两个特点,一是支持事务,二是采用了行级锁,行级锁和表锁有很多不同的地方。
事务特性
原子性
事务是一个原子操作单元,对数据的修改,要么全部执行,要么全都不执行。
一致性
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。
隔离性
数据库系统保证事务在不受外部并发操作影响,可以 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。
持久性
事务完成之后,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。
并发事务处理带来的问题
相对于串行处理来说,虽然提高了资源利用率,可以支持更多的用户,但并发事务处理也会带来些问题,主要包括以下几种情况。
更新丢失
由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题,也就是最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新。
脏读
脏读又称无效数据的读出,当事务 1 将某一值修改后,然后事务 2 读取该值,后面事务 1 又因为一些原因撤销对该值的修改,这就导致了事务 2 所读取到的数据是无效的。
不可重复读
指的是一个事务在读取某些数据后,再次读取之前读过的数据,却发现读出的数据已经发生了改变。
幻读
当事务 1 按相同的查询条件重新读取以前查询过的数据时,却发现其他事务插入了满足这个条件的新数据。
事务隔离级别
上面说的 更新丢失 是应该完全避免的,但防止更新丢失,并不能单靠数据库事务控制器来解决,需要应用程序对要更新的数据加必要的锁。
而脏读、不可重复读、幻读,都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式,可分为以下两种,一种是在读取数据前加锁,阻止其他事务对数据进行修改,另一种不需要锁,通过 MVCC 或 MCC 来实现,这种技术叫做数据多版本并发控制,通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照,并用这个快照来提供一定级别的一致性读取。
数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上串行化进行。
InnoDB 有四个事务隔离级别:READ UNCOMMITTED,READ COMMITTED,REPEATABLE READ,和 SERIALIZABLE。默认隔离级别是 REPEATABLE READ。
隔离级别脏读不可重复性幻读读未提交√√√读已提交×√√可重复读取××√可序列化(serializable)×××
查询 / 更改隔离级别
显示隔离级别
show global variables like %isolation%
select @@transaction_isolation;
设置隔离级别
set global transaction_isolation = read-committed
set session transaction isolation level read uncommitted;
READ UNCOMMITTED(读未提交)
在这个隔离级别,所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果。这种隔离级别在实际应用中很少使用,读取未提交的数据也称为脏读。
例子
启动两个会话,并设置隔离级别为 READ UNCOMMITTED。
mysql select * from user;
+-----------+---------+
| user_name | balance |
+-----------+---------+
| 张三 | 100 |
| 李四 | 100 |
| 王五 | 80 |
+-----------+---------+
时间事务 1 事务 2T1begin;begin;T2select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 100
T3
select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 100T4update user set balance =80 where user_name = 张三
T4
select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 80T5commitcommit
可以看到,在 T4 时刻,事务 1 没有提交,但是事务 2 可以看到被事务 1 锁更改的数据。
READ COMMITTED(读已提交)
这是大多数数据库系统的默认隔离级别,但不是 MySQL 的默认级别,他避免了脏读现象,因为在任何未提交的事务前,对任何其他事务都是不可见的,也就是其他事务看不到未提交的数据,允许不可重复读。
例子
将两个会话中隔离级别设置为读已提交
set session transaction isolation level read committed;
时间事务 1 事务 2T1begin;begin;T2select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 100
T3
select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 100T4update user set balance =80 where user_name = 张三
T4
select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 100T5commit
T5
select * from user where user_name= 张三
此时张三余额 80
可以看到,在 T4 时刻,事务 1 没有提交,但是事务 2 读取到的数据还是 100, 当事务 1 提交后,事务 2 才可以看到。
REPEATABLE READ(可重复读)
这是 MySQL 的默认事务隔离级别,它确保同一事务读取数据时,将看到相同的数据行,但是会出现幻读,当事务 1 按条件进行查询后,另一个事务在该范围内插入一个新数据,那么事务 1 再次读取时,就会读到这个新数据。InnoDB 和 Falcon 存储引擎通过 mvcc(多版本并发控制)机制解决了这个问题。
例子
设置两个会话隔离级别为可重复读
set session transaction isolation level repeatable read;
时间事务 1 事务 2T1begin;begin;T2update user set balance =80 where user_name = 张三
T3commit;
T4
select * from user where user_name= 张三
张三余额为 100
可以看到,在 T3 时刻,事务 1 已经提交更改,但是在 T4 时刻的事务 2 中,还是读取到了原来的数据,但是如果事务 2 在原来的基础上再减 10 元,那么最终余额是 90 还是 70 呢?, 答案是 70。.
mysql update user set balance=balance-10 where user_name= 张三
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql select * from user where user_name= 张三
+-----------+---------+
| user_name | balance |
+-----------+---------+
| 张三 | 70 |
+-----------+---------+
1 row in set (0.00 sec)
SERIALIZABLE(序列化)
他是最高的隔离级别,InnoDB 将所有普通 SELECT 语句隐式转换为 SELECT … LOCK IN SHARE MODE,所有事务按照顺序依次执行,因此,脏读、不可重复读、幻读都不会出现。但是,由于事务是串行执行,所以效率会大大下降,
例子
设置隔离级别为序列化
set session transaction isolation level serializable;
时间事务 1 事务 2T1begin;begin;T2select * from user where user_name= 张三
T3
update user set balance =80 where user_name = 张三
这一次,有趣的是,事务 2 在 T3 时刻更新被阻止了, 原因是在 serializable 隔离级别下,MySQL 隐式地将所有普通 SELECT 查询转换为 SELECT FOR SHARE,持有 SELECT FOR SHARE 锁的事务只允许其他事务对 SELECT 行进行处理,而不允许其他事务 UPDATE 或 DELETE 它们。
所以有了这个锁定机制,我们之前看到的不一致数据场景就不再可能了。
但是,这个锁具有超时时间,在等待一会后,如果其他事务在这段时间内没有提交或回滚释放锁,将抛出锁等待超时错误,如下所示:
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
InnoDB 行锁
InnoDB 的行级锁也分为共享锁和排他锁两种。
共享锁允许持有锁的事务读取行。
独占锁允许持有锁事务的更新或删除行。
为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制,InnoDB 还有两种内部使用的意向锁,这两种意向锁都是表锁。
意向共享锁 事务想要获得一张表中某几行的共享锁。
意向排他锁 事务想要获得一张表中某几行的排他锁。
InnoDB 行锁是通过锁定索引上的索引条目来实现的,因此,InnoDB 只有在通过索引条件检索到数据时才使用行级锁;否则,InnoDB 将使用表锁。
我们可以显示的加锁,但对于 update、delete、insert 语句,InnoDB 会自动给涉及的数据集加排他锁,对于普通的 select 语句,InnoDB 不会加任何锁,下面是显示的加锁方式:
共享锁:SELECT FROM table_name WHERE … LOCK IN SHARE MODE
排他锁:SELECT * FROM table_name WHERE … FOR UPDATE
Next-Key 锁
当我们使用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求其共享或排他锁时,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,这种锁机制就是所谓的 Next-Key 锁。
举例来说,假如 user 表中只有 101 条记录,其 user_id 的值分别是 1.2. ..100. 101,当查找大于 100 的 user_id 时,使用下面 SQL。
select.* from emp where user_id 100 for update;
这就是一个范围条件的查询,InnoDB 不仅会对 user_id 为 101 的记录加锁,也会对 user_id 大于 101 的 间隙 加锁,虽然这些记录并不存在。
InnoDB 使用 Next-Key 锁的目的,一方面是为了防止幻读,另一方面,是为了满足恢复和复制的需要。
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