前言
本章节列出了mysql在增删改查的时候,分别会涉及到哪些锁类型,又是如何交互的。
这个章节也是mysql面试基础系列的最后一章,后面准备更新redis数据类型和分布式锁相关问题。如果各位看官有什么问题的话,可以留言。
锁
之前我们也有说关于多事务并发,会出现三种情况:脏读、不可重复读、幻读
对应的解决手段呢,分四个隔离级别:
- 在Read uncommitted 读未提交隔离级别下, 脏读 、 不可重复读 、 幻读 都可能发生。
- 在 Read committed 读已提交隔离级别下, 不可重复读 、 幻读 可能发生, 脏读 不可以发生。
- 在 Repeatable Read 可重复读隔离级别下, 幻读 可能发生, 脏读 和 不可重复读 不可以发生。
- 在 Serialiazble 串行化隔离级别下,上述问题都不可以发生。
那么实现这些隔离级别的手段是不太一样的。
读已提交很简单,事务提交之后才可以读取。
实现可重复读主要手段是MVCC机制,这个在之前我们也详细讲过具体的实现逻辑了
串行化这种最严谨的隔离级别,简单理解的话就是如果多个事务操作同一条数据,无论是读、写,都要一个个排队来执行,那如何实现这个排队执行呢,就要引入这个锁的概念了。
每当一个事务想要来操作这个数据的时候,就会生成一把锁
总的来说,锁这个概念就是用于公共资源的并发控制
分类
- 共享锁:share lock 一般称为S锁,或者称为读锁,给一条数据加了这个锁之后,其他事务也可以来加这个S锁来读,但是不能写。
- 独占锁:exclusive 一般称为X锁,或者称为写锁,当数据被加了这个锁之后,其他事务不可以写也不可读。
- 意向锁:IS或者IX,当事务给记录加了行锁之后,会在表级别加上对应的意向锁,告知其他事务。还有一种是行级别的意向锁。后面细说
PS:只有S锁和S锁可以相互兼容,S锁与X锁,还有X锁与X锁之间都是互斥的。
一致性读取
这种读取方式也称为快照读,是一种无锁的读取方式,主要就是在MVCC机制中运用的。不会给任何记录加锁,是通过版本来控制同一个事务中多次读取的数据保持一致。详细可以回到上面看看。
锁定读
又叫做当前读,实现方式主要是为相关的记录加上对应的锁,防止其他事务的影响。 而加的锁又有两种类型,一种可以加S锁,lock in share mode,这时候其他事务也可以来读,但是不能写。
另一种是for update,加的是X锁,这时候其他事务不能写,也不能读。如下:
select * from user where id = 1 for update; 读写锁,排他锁
select * from user where id = 1 lock in share mode; 读锁,共享
写操作
写操作的时候,又分为删除,修改,添加三种方式。
- delete删除的时候,在数据库中底层的逻辑其实是将这个数据给隐式删除,只要当前查询不出来就可以了。所以这时候加的就是一个X锁。
- update修改的时候,又分为两种情况,一种是修改原数据记录,这时候加上一个X锁就行了。另一种是可能把这个原数据id之类的涉及到存储位置变动的操作,那先定位到数据加上X锁,然后将数据和锁都删除。再插入条新数据就可以了
- insert插入操作的时候,并不会显式的加锁,会有一种叫做隐式锁的机制来处理,我们后面细说。
表锁
上面我们说的这些锁操作,默认都是加在记录上的。其实我们也可以直接给表加上S锁或者X锁。
这时候问题就来了,这里的S锁和X锁的兼容性是没变的,依旧是 只有S锁和S锁可以相互兼容,S锁与X锁,还有X锁与X锁之间都是互斥的。
- 当表中某些数据存在S锁的时候,是不能加X锁的。
- 表中某些数据存在X锁,也是不能加S锁和X锁的。
但是,加表锁的时候,难道要扒拉一遍表中所有数据,看看都有没有加锁吗? 不可能的,这辈子都不可能的。
所以这里还有一个表级意向锁的概念,每当有事务给某个记录加了锁,就要在表上加上一个意向锁。如果表记录中有S锁,那么表上肯定就有IS表级意向锁;如果表记录中有X锁,那么表上肯定就有IX表级意向锁。
所以当我们想要再表上加锁的时候,要看我们加的锁是不是和记录中的锁互斥,互斥的话就是不能加的。
其实表的锁有些鸡肋,一般情况下是用不到的。真想使用的时候可以通过这个语句手动添加:
LOCK TABLES t READ : InnoDB 存储引擎会对表 t 加表级别的 S锁 。
LOCK TABLES t WRITE : InnoDB 存储引擎会对表 t 加表级别的 X锁 。
行锁
上面我们已经了解了锁的大部分概念,但是在真正的记录锁/行锁使用中,还是有其他问题要解决的。
比如现在有这样一批数据,如上图。
想要在8这条记录加上一个锁,无论是加X锁或者S锁都是可以的。加上之后防止其他事务来修改数据。
但是我们已经知道隔离级别有个幻读的问题,为了解决这个问题,mysql还有一个间隙锁的概念。就是在记录与记录之间加一个间隙锁。防止当前事务处理期间,在这些数据中插入新的记录。注意,间隙锁只会加在记录的前面。 也就是说,想要给8这个数据加间隙锁的时候,默认是加在记录3和记录8之间。这时候就有个问题了,第一条还可以,那最后一条怎么加间隙锁? 也是有办法的。
还记得之前讲页面数据结构的时候,记录是一个链表,链表的尾部会固定的指向数据页固定的一个最大记录,这个最大记录是假的。数据页出现的时候就存在,就是用来定位记录链表的最后一条数据。那么往最后一条记录加间隙锁的时候,就可以在那条(伪)最大记录上加就可以了。
如果锁住某条记录,并且顺便把间隙锁加上的这种操作,官方称为next-key锁。
当其他事务想要在这些记录中间插入数据的时候,会先判断该位置是否有间隙锁。如果存在间隙锁的话,就获取锁失败,陷入等待状态。一直等到前面的事务释放了这个锁,会唤醒等待的事务线程来竞争锁。
action:这里的锁是如何竞争,前一个事务如何唤醒后面的事务,没有找到这方面相关资料。
隐式锁
上面提过这个概念,就是在新插入一条记录的时候,并不会主动加上锁。还记得我们在MVCC机制中介绍的时候,每条记录都有一个最后修改事务id的隐藏列吗?
如果后来的事务想要给这条新记录加锁的时候,会先查看一下这个记录的最后修改id是否还在活跃中。如果还在活跃,证明当前还未提交。就主动给当前活跃的这个事务加锁,再给自己加一个等待锁。这就是一种隐式锁的概念。
死锁
如果有这样两个事务A、B,他们分别都要执行不相关的两批数据,1、2和a。但是执行执行顺序不同。A先在1、2两条记录加了锁,B先在a记录加了锁。等双方想去获取剩余记录锁的时候,发现已经被占用了,于是都在等待对方释放锁。这就造成了死锁的问题。
InnoDB会检测这种循环等待释放的死锁问题,如果检测到两个事务因为这种问题陷入了死锁,超过一定时间,InnoDB引擎会把修改记录比较少的那个事务先给回滚了,避免一直死锁。这是一种相对来说比较优的解决方式。
这说的是引擎查询导致的死锁问题,还有一种是我们分布式数据加悲观锁处理导致的死锁问题,可以改为乐观锁+版本号的操作,这里就先不展开讲了。