并发控制
为什么需要锁呢,这时因为应用程序往往是面向多个用户的,当多个用户同时对同一条数据进行操作时,就会产生并发控制的问题。解决这个问题的一个办法,就是让这些具有修改性质的操作串行化执行,这个时候,锁(Lock)和事务(Transaction)就会被派上用场了。
读写锁
读锁、写锁也叫共享锁(shared lock)与排他锁(exclusive lock)
- 读锁:读锁是共享的,互相不阻塞。即支持多个用户同时查询同一个资源。
- 写锁: 写锁是互斥的,排他的。一个时间内,只能有一个线程操作同一条数据,其他线程想获取这条数据的写权限,必须等待处理写锁的线程释放资源,否则将会一直阻塞。
锁粒度
锁的颗粒度是并发控制中需要关注的重点,锁的颗粒度越小,那么支持的并发量也就越高。在理想的情况下,我们更希望只对修改的数据片进行精确的锁定。而锁的颗粒度越小,同时也意味着,它将占用更多的资源(获取锁、检查锁是否已经解除、释放锁)。在Mysql中,不同的存储引擎支持不同的锁策略。经典的如:MyISAM,它是支持表锁的,而现今主流的InnoDB,则同时支持表锁与行锁。
表锁 table lock
表锁是Mysql中最基本的锁策略,并且是开销最小的策略。表锁会锁住整张表,一个用户在对表进行写操作时(insert、delete、update等)前,需要先获取写锁,这时就会阻塞其他用户对该表的写操作。
注意:ALTER TABLE之类的操作,MYSQL会使用表锁,而忽略存储引擎之间的锁机制。
行级锁 row lock
行级锁可以最大程度地支持并发处理,同时也带来了巨大的开销。InnoDB存储引擎实现了行级锁。
事务 Transaction
事务是一组原子性的SQL操作,或者说是一个独立的工作单元。如果开启事务后,其中任何一条语句无法正常执行,那么所有的语句都不会执行。即事务内的语句,要么全部执行成功。要么全部执行失败。
事务特性如下:
- A atomicity 原子性:一个事务被视为不可分割的最小工作单元。整个事务中的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚,不可能只执行其中的一部分操作,这便是事务的原子性。
- C consistency 一致性:数据库总是从一个一致性的状态转换到另一个一致性的状态,即事务没有提交之前所做的操作不会被保存到数据库中。
- I isolation 隔离性:一个事务未提交前所做的操作对其他事务不可见。
- D durability 持久性:一旦事务提交,那么所做的修改就会永久保存到数据库中。
事务的隔离级别
-
READ UNCOMMITTED 未提交读
在READ UNCOMMITTED级别下,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务都是可见的。事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读。这个级别会导致很多问题,实际应用中不推荐使用。 -
READ COMMITTED 提交读
大多数数据库系统的默认隔离级别是READ COMMITTED(注意,MySQL不是)。READ COMMITTED满足前面提到的隔离性的简单定义:一个事务开始时,只能看到已提交的事务所做的修改。但是如果在此级别下执行两次同样的查询,可能会得到不一样的结果,这便是不可重复读。 -
REPEATABLE READ 可重复读
REPEATABLE READ 解决了脏读和不可重复读的问题。该级别保证了同一事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但是仍会产生一个幻读的问题,所谓幻读,是指当某个事务在读取某个范围内的记录时,另一个事务在该范围插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行。InnoDB存储引擎使用了多版本并发控制MVCC解决了幻读的问题。
此级别是MySQL默认的事务隔离级别。 -
SERIALIZABLE(可串行化)
SERIALIZABLE是最高的级别,它通过强制事务串行执行,避免了前面说的幻读、不可重复读、幻读的问题。它会为每一行读取的数据上锁,在高并发场景中,可能导致大量的超时与锁争用问题。
实际应用中使用的较少。
注意,隔离级别是面向数据库的,而存储引擎是面向表的。这个要注意区分
测试在不同隔离级别下,事务间的一致性与隔离性。
首先,执行语句查询当前数据库的隔离级别
select @@tx_isolation;
为了方便测试,我们需要关闭MySQL默认的事务提交模式(AUTOCOMMIT)
数据库使用的是Mysql的saklia.存储引擎为InnoDB,在FinalShell开启两个窗口连接到Mysql.
set autocommit = 0;
- READ UNCOMMITTED
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
Data.png
A窗口
START TRANSACTION;
update actor set first_name = "java" where actor_id = 1;//执行完这步后,先不提交,等待B窗口进行查询,然后进行回滚。
ROLLBACK;
COMMIT;
B窗口
START TRANSACTION;
select * from actor where actor_id = 1;
COMMIT;
未提交读
此时,B窗口中去读取数据,可以发现,执行select操作可以看到A窗口中尚未提交的事务修改记录。这便是读未提交了,也就是脏读.
B窗口
- READ COMMITTED
这次,我们把事务隔离级别调整到可提交读
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
数据
A窗口
START TRANSACTION;
//执行完这步后,直接提交,然后在B窗口在此语句执行前后查询数据。
update actor set first_name = "java" where actor_id = 1;
COMMIT;
未提交前
commit.png
B窗口
START TRANSACTION;
//before update
select * from actor where actor_id = 1;
//after update
select * from actor where actor_id = 1;
COMMIT;
未提交前
commit.png
可见,在A窗口的事务提交前,B窗口无法看到A窗口做出的修改的,但是A提交事务前后,B窗口执行了两次同样的查询,却得到不一样的结果,这便是不可重复读。
-
REPEATABLE READ
可重复读,也称快照读,它会将事务开启后查询的第一次结果进行快照,在事务未提交时,无论执行多少次,都只会读同一个结果。
Data.png
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
A窗口
START TRANSACTION;
//执行完这步后,不提交,等待B窗口执行一次查询后再提交
update actor set first_name = "php" where actor_id = 1;
COMMIT;
未提交.png
commit.png
B窗口
START TRANSACTION;
//before update
select * from actor where actor_id = 1;
//after update
select * from actor where actor_id = 1;
COMMIT;
第一次读.png
A提交后再读.png
可以看到,当B窗口开启事务后,执行了一条查询,此查询时发生在A窗口把first_name从java改成php前的。查询到的是java,而当A窗口执行了修改并提交后,B窗口再次读取,还是只读到了java.这是因为MySQL将第一次查询的结果缓存了起来,从而保证在RR事务下是可重复读的。
- SERIALIZABLE
这个就不演示了,在此级别下,ACID是可以得到严格保证的。
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