程序员经验分享-hwhale

【Mysql高级】【第十五章】【锁】

2023-11-05

1.概述

事务的隔离性由锁来实现

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2.Mysql并发实务访问相同记录

并发事务访问相同记录的情况大致可以划分为3种：

2.1 读-读

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2.2 写-写

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锁结构和事务是一一对应的，有几个事务，就会生成几个锁结构，如果该记录还有别的事务要进行操作，会对别的事务也建立锁结构！

锁的生成
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事务T1 提交之前
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事务t1 提交之后
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小结
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2.3 读-写或者写-读

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2.4 并发问题的解决方案

（1）读MVCC ，写加锁

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（2）读和写都加锁

  • 场景：读取的数据必须是最新数据
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  • 脏读问题：B事务先对记录x进行修改，然后A事务去读取记录x，只要B还没提交，A就不能读取记录x；A读不到B未提交的数据
  • 不可重复读：A事务先读取读记录x，然后B事务想要对x进行修改，此时B就必须等待A事务结束，才能写；
  • 幻读：事务A读取了一个范围的记录，然后B事务向该范围内做了增删记录

小结

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3.锁的不同角度分类

https://www.bilibili.com/video/BV1iq4y1u7vj?p=174
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3.1 从数据操作的类型划分：读锁、写锁

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额外说明：

  • 本质上来说是没有读锁和写锁的，只有排它锁和共享锁；
  • 读操作而言默认是共享锁，但是也可以给读操作上排它锁
  • 写操作就必须是排它锁

0.行级别x锁 和 s锁的兼容性问题

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不管是现有读锁还是写锁，只要有写锁参与都会被阻塞；

1.锁定读

读操作加S锁

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读操作加X锁

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演示1. 两个共享锁

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演示2: 先加共享锁，后加排它锁

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演示3: 先加排它锁，后加共享锁

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8.0 新特性

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2. 写操作

宏观来看，写操作就是加X锁 ；
细节来看，update和delete操作是真正的加排他锁；insert操作只是加隐式锁；
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3.2 从数据操作的粒度划分：表级锁、页级锁、行锁

锁粒度越小，并发度越高；但是同时，管理锁消耗的资源就越多！
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1. 表锁

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（1）表级别S锁和X锁

InnoDB 下的元数据锁

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InnoDB 下表锁

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如何给表上锁演示

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表锁下的 读写并发演示

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上面所说的自己，就是给表上锁的事务；

(1) 表级别读锁
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(1) 表级别写锁
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（2）意向锁

意向锁是表锁

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意向锁要解决的问题

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  • 如果事务A给数据表中某些记录上了共享锁，会自动给该数据表添加意向共享锁
  • 如果事务A给数据表中某些记录上了排他锁，会自动给该数据表添加意向排他锁

如何添加意向锁

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举例

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意向锁IX和表级S锁互斥
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事务A给表teacher的某行上了排它锁，自动给表上了意向排它锁IX，此时别的事务想要给此表上表级读锁和表级写锁都会被阻塞！

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总结

  • 意向锁是表级锁，是InnoDB引擎自动生成的；
  • InnoDB支持多粒度锁，特定场景下， 表级锁（意向锁）和行级锁共存；
  • 意向排它锁IX，意向共享锁IS
  • 意向锁之间是不互相排斥的；
  • 意向锁和行级锁也是不互相排斥的（和第二条一个意思=> 意向锁和行锁共存）
  • 表级锁 和 意向锁 之间的排斥规则 和读写锁的排斥规则是一样的
  • 意向锁在保证并发性的前提下，实现了行锁和表锁共存 并且 满足事务隔离性 的要求
（3）自增锁

https://www.bilibili.com/video/BV1iq4y1u7vj?p=176&spm_id_from=pageDriver

自增约束字段的插入演示

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三种插入模式讲解

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针对自增锁并发性低下的三种锁定模式

（1）传统模式
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传统模式下，只要是insert 语句就要持有AUTO-INC锁才能执行；否则排队阻塞；

（2）连续锁定模式

  • 这种模式优化了 插入已知行数的场景；
  • 对于insert xx select xx from 这种仍然需要AUTO-INC锁；
  • 而对于插入行数已知的insert 语句来说，在执行的时候，直接获取行数，表示要插入这么多行先占位！不需要等数据全部插入进来，占好位置后就可以将AUTO-INC锁释放了
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    （3）锁定模式

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（4） 元数据锁（MDL锁）

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2.行级锁

  • 只有InnoDB支持行级锁
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（1）记录锁

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记录锁的特点就是锁住表中已有的记录；

（2）间隙锁

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由于是间隙锁，因此间隙读锁、间隙写锁没有本质区别；不影响别的事务继续加gap锁：
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这里上锁并非是给某个值上锁，而是给区间(3,8) 上锁；

间隙锁会阻碍insert：
上面锁住了(3,8)，因此这里插入6是插不进去的
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如果在最后一行后面上锁，锁区间就是最后一行到正无穷：
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间隙锁可能会造成死锁

如下图所示：
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第一步：在事务A中，给（3，8）区间上间隙读锁；
第二步：在事务B中，给（3，8）区间上间隙读锁；
第三步：在事务B中，在（3，8）区间插入一条记录，被阻塞
第四步：在事务A中，在（3，8）区间插入一条记录，报错，错误日志：产生死锁；

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  • 事务A持有id=1的写锁
  • 事务B持有id=2的写锁
  • 事务A想要获取id=2的写锁，被阻塞
  • 事务B想要获取id=1的写锁，被阻塞

死锁解决方案：

  1. 等待超时
  2. 让步，让最后一个产生死锁的事务回滚（即事务结束），从而事务B可以顺利执行；
（3） 临键锁（Next-key_lock）

https://www.bilibili.com/video/BV1iq4y1u7vj?p=178

间隙锁是开区间，临建锁是闭区间
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临建锁的写法：在这里插入图片描述
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（4） 插入意向锁

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插入意向锁互不排斥：
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3.页锁

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3.3 从对待锁的态度划分：乐观锁、悲观锁

1.悲观锁

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2.乐观锁

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（1）版本机制实现乐观锁
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update 操作会先读取该记录

事务A:

  • 先读，读的时候版本是1
  • 然后进行update，update的时候还是1，说明在读后没有别的事务修改过他
  • 做完修改后，将version + 1

事务B过来:

  • 读是2
  • 进行修改，version也是2，则可以进行修改。
    读和写之间没有别的事务修改它，相当于保证了读和修改的原子绑定

针对的场景

事务A

  • 读的时候，版本是1

事务B

  • 读的时候，版本也是1
  • 修改了，版本变为2

事务A

  • 修改 update xx where version = 1 发现没有了，修改失败；此时再次查询，发现version变成2了，再对version = 2进行修改

(2) 时间戳机制
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从秒杀案例2看出：
第一次是读，第二次update也是读，也就是说必须保证写的时候版本和读的时候一致才能进行修改；两次读！！！

读写分离场景： 读从机，写主机
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强制读主机，读写保持一致！

高并发场景
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  • 1、多个事务查询某条记录 version = 1；
  • 2、事务A，进行修改 version =2；
  • 3、其他事务再进行修改，发现version不一致了，因此修改失败

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3.4 按照加锁方式进行分类

https://www.bilibili.com/video/BV1iq4y1u7vj?p=180

1.隐式锁

场景1：Insert

  • 事务A，插入一条记录，此时是不加锁的；还未提交
  • 事务B进来了，进行查询，此时会对A插入的记录进行上锁，因此事务B无法访问到；

特点：懒加载；只有被别的事物要访问的时候才会上锁
目的：防止事务A插入的数据在还未提交时，被别的事务访问到；

场景2：插入意向锁

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