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MySQL中悲觀鎖和樂觀鎖到底是什麼?

索引和鎖是資料庫中的兩個核心知識點,隔離級別的實現都是通過鎖來完成的按照鎖顆粒對鎖進行劃分 ?

鎖用來對資料進行鎖定,我們可以從鎖定物件的粒度大小來對鎖進行劃分,分別為行鎖、頁鎖和表鎖。

  • 行鎖就是按照行的粒度對資料進行鎖定。鎖定力度小,發生鎖衝突概率低,可以實現的併發度高,但是對於鎖的開銷比較大,加鎖會比較慢,容易出現死鎖情況。

  • 頁鎖就是在頁的粒度上進行鎖定,鎖定的資料資源比行鎖要多,因為一個頁中可以有多個行記錄。當我們使用頁鎖的時候,會出現資料浪費的現象,但這樣的浪費最多也就是一個頁上的資料行。頁鎖的開銷介於表鎖和行鎖之間,會出現死鎖。鎖定粒度介於表鎖和行鎖之間,併發度一般。

  • 表鎖就是對資料表進行鎖定,鎖定粒度很大,同時發生鎖衝突的概率也會較高,資料訪問的併發度低。不過好處在於對鎖的使用開銷小,加鎖會很快。

還有區鎖和資料庫鎖.

 

 

每個層級的鎖數量是有限制的,因為鎖會佔用記憶體空間,鎖空間的大小是有限的。當某個層級的鎖數量超過了這個層級的閾值時,就會進行鎖升級。鎖升級就是用更大粒度的鎖替代多個更小粒度的鎖,比如 InnoDB 中行鎖升級為表鎖,這樣做的好處是佔用的鎖空間降低了,但同時資料的併發度也下降了。

 

從資料庫管理的角度對鎖進行劃分

共享鎖和排它鎖

  • 共享鎖也叫讀鎖或 S 鎖,共享鎖鎖定的資源可以被其他使用者讀取,但不能修改。在進行SELECT的時候,會將物件進行共享鎖鎖定,當資料讀取完畢之後,就會釋放共享鎖,這樣就可以保證資料在讀取時不被修改。

  • 排它鎖也叫獨佔鎖、寫鎖或 X 鎖。排它鎖鎖定的資料只允許進行鎖定操作的事務使用,其他事務無法對已鎖定的資料進行查詢或修改。


當我們對資料進行更新的時候,也就是INSERT、DELETE或者UPDATE的時候,資料庫也會自動使用排它鎖,防止其他事務對該資料行進行操作。

 

意向鎖(Intent Lock),簡單來說就是給更大一級別的空間示意裡面是否已經上過鎖。

 

從程式設計師的角度對鎖進行劃分

樂觀鎖

樂觀鎖(Optimistic Locking)認為對同一資料的併發操作不會總髮生,屬於小概率事件,不用每次都對資料上鎖,也就是不採用資料庫自身的鎖機制,而是通過程式來實現。在程式上,我們可以採用版本號機制或者時間戳機制實現。

  • 樂觀鎖的版本號機制

在表中設計一個版本欄位 version,第一次讀的時候,會獲取 version 欄位的取值。然後對資料進行更新或刪除操作時,會執行UPDATE ... SET version=version+1 WHERE version=version。此時如果已經有事務對這條資料進行了更改,修改就不會成功。

  • 樂觀鎖的時間戳機制

時間戳和版本號機制一樣,也是在更新提交的時候,將當前資料的時間戳和更新之前取得的時間戳進行比較,如果兩者一致則更新成功,否則就是版本衝突。

 

悲觀鎖

悲觀鎖(Pessimistic Locking)也是一種思想,對資料被其他事務的修改持保守態度,會通過資料庫自身的鎖機制來實現,從而保證資料操作的排它性。

適用場景

  • 樂觀鎖適合讀操作多的場景,相對來說寫的操作比較少。它的優點在於程式實現,不存在死鎖問題,不過適用場景也會相對樂觀,因為它阻止不了除了程式以外的資料庫操作。

  • 悲觀鎖適合寫操作多的場景,因為寫的操作具有排它性。採用悲觀鎖的方式,可以在資料庫層面阻止其他事務對該資料的操作許可權,防止讀 - 寫和寫 - 寫的衝突。

總結

樂觀鎖和悲觀鎖並不是鎖,而是鎖的設計思想。

避免死鎖的發生:

    • 如果事務涉及多個表,操作比較複雜,那麼可以儘量一次鎖定所有的資源,而不是逐步來獲取,這樣可以減少死鎖發生的概率;

    • 如果事務需要更新資料表中的大部分資料,資料表又比較大,這時可以採用鎖升級的方式,比如將行級鎖升級為表級鎖,從而減少死鎖產生的概率;

    • 不同事務併發讀寫多張資料表,可以約定訪問表的順序,採用相同的順序降低死鎖發生的概率。