mysql鎖分為共享鎖和排他鎖,也叫做讀鎖和寫鎖。
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讀鎖是共享的,可以通過lock in share mode實現(xiàn),這時候只能讀不能寫。
寫鎖是排他的,它會阻塞其他的寫鎖和讀鎖。從顆粒度來區(qū)分,可以分為表鎖和?鎖兩種。
表鎖會鎖定整張表并且阻塞其他?戶對該表的所有讀寫操作,?如alter修改表結(jié)構(gòu)的時候會鎖表。
?鎖?可以分為樂觀鎖和悲觀鎖,悲觀鎖可以通過for update實現(xiàn),樂觀鎖則通過版本號實現(xiàn)。
以前參加過一個庫存系統(tǒng),由于其業(yè)務(wù)復(fù)雜性,搞了很多個應(yīng)用來支撐。這樣的話一份庫存數(shù)據(jù)就有可能同時有多個應(yīng)用來修改庫存數(shù)據(jù)。
比如說,有定時任務(wù)域xx.cron,和SystemA域和SystemB域這幾個JAVA應(yīng)用,可能同時修改同一份庫存數(shù)據(jù)。如果不做協(xié)調(diào)的話,就會有臟數(shù)據(jù)出現(xiàn)。
對于跨JAVA進程的線程協(xié)調(diào),可以借助外部環(huán)境,例如DB或者Redis。下文介紹一下如何使用DB來實現(xiàn)分布式鎖。
本文設(shè)計的分布式鎖的交互方式如下:
在使用synchronized關(guān)鍵字的時候,必須指定一個鎖對象。
進程內(nèi)的線程可以基于obj來實現(xiàn)同步。obj在這里可以理解為一個鎖對象。如果線程要進入synchronized代碼塊里,必須先持有obj對象上的鎖。這種鎖是JAVA里面的內(nèi)置鎖,創(chuàng)建的過程是線程安全的。那么借助DB,如何保證創(chuàng)建鎖的過程是線程安全的呢?
可以利用DB中的UNIQUE KEY特性,一旦出現(xiàn)了重復(fù)的key,由于UNIQUE KEY的唯一性,會拋出異常的。在JAVA里面,是 SQLIntegrityConstraintViolationException 異常。
transaction_id是事務(wù)Id,比如說,可以用
來組裝一個transaction_id,表示某倉庫某銷售模式下的某個條碼資源。不同條碼,當然就有不同的transaction_id。如果有兩個應(yīng)用,拿著相同的transaction_id來創(chuàng)建鎖資源的時候,只能有一個應(yīng)用創(chuàng)建成功。
在寫操作頻繁的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,通常會進行分庫,以降低單數(shù)據(jù)庫寫入的壓力,并提高寫操作的吞吐量。如果使用了分庫,那么業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)自然也都分配到各個數(shù)據(jù)庫上了。
在這種水平切分的多數(shù)據(jù)庫上使用DB分布式鎖,可以自定義一個DataSouce列表。并暴露一個 getConnection(String transactionId) 方法,按照transactionId找到對應(yīng)的Connection。
實現(xiàn)代碼如下:
首先編寫一個initDataSourceList方法,并利用Spring的PostConstruct注解初始化一個DataSource 列表。相關(guān)的DB配置從db.properties讀取。
DataSource使用阿里的DruidDataSource。
接著最重要的一個實現(xiàn)getConnection(String transactionId)方法。實現(xiàn)原理很簡單,獲取transactionId的hashcode,并對DataSource的長度取模即可。
連接池列表設(shè)計好后,就可以實現(xiàn)往distributed_lock表插入數(shù)據(jù)了。
接下來利用DB的 select for update 特性來鎖住線程。當多個線程根據(jù)相同的transactionId并發(fā)同時操作 select for update 的時候,只有一個線程能成功,其他線程都block住,直到 select for update 成功的線程使用commit操作后,block住的所有線程的其中一個線程才能開始干活。
我們在上面的DistributedLock類中創(chuàng)建一個lock方法。
當線程執(zhí)行完任務(wù)后,必須手動的執(zhí)行解鎖操作,之前被鎖住的線程才能繼續(xù)干活。在我們上面的實現(xiàn)中,其實就是獲取到當時 select for update 成功的線程對應(yīng)的Connection,并實行commit操作即可。
那么如何獲取到呢?我們可以利用ThreadLocal。首先在DistributedLock類中定義
每次調(diào)用lock方法的時候,把Connection放置到ThreadLocal里面。我們修改lock方法。
這樣子,當獲取到Connection后,將其設(shè)置到ThreadLocal中,如果lock方法出現(xiàn)異常,則將其從ThreadLocal中移除掉。
有了這幾步后,我們可以來實現(xiàn)解鎖操作了。我們在DistributedLock添加一個unlock方法。
畢竟是利用DB來實現(xiàn)分布式鎖,對DB還是造成一定的壓力。當時考慮使用DB做分布式的一個重要原因是,我們的應(yīng)用是后端應(yīng)用,平時流量不大的,反而關(guān)鍵的是要保證庫存數(shù)據(jù)的正確性。對于像前端庫存系統(tǒng),比如添加購物車占用庫存等操作,最好別使用DB來實現(xiàn)分布式鎖了。
如果想鎖住多份數(shù)據(jù)該怎么實現(xiàn)?比如說,某個庫存操作,既要修改物理庫存,又要修改虛擬庫存,想鎖住物理庫存的同時,又鎖住虛擬庫存。其實也不是很難,參考lock方法,寫一個multiLock方法,提供多個transactionId的入?yún)ⅲ琭or循環(huán)處理就可以了。這個后續(xù)有時間再補上。
MySQL 中有哪些鎖?
數(shù)據(jù)庫中鎖的設(shè)計初衷處理并發(fā)問題,作為多用戶共享資源,當出現(xiàn)并發(fā)訪問的時候,數(shù)據(jù)庫需要合理控制資源訪問規(guī)則。鎖就是實現(xiàn)這些訪問規(guī)則中的重要數(shù)據(jù)。
鎖的分類
根據(jù)加鎖范圍,MySQL 里面的鎖可以分成 全局鎖 、 表級鎖 、 行鎖 三類。
全局鎖
全局鎖,就是對整個數(shù)據(jù)庫實例加鎖,MySQL 提供了一個加全局讀鎖的方法,命令是:
Flush tables with read lock (FTWRL)
當需要整個庫只讀狀態(tài)的時候,可以使用這個命令,之后其他線程的:數(shù)據(jù)更新語句(增刪改),數(shù)據(jù)定義語句(建表,修改表結(jié)構(gòu))和更新事務(wù)的提交語句將會被阻塞。
全局鎖的使用場景
全局鎖的定型使用場景,做 全庫邏輯備份 。也就是把整個庫每個表都 Select 出來,然后存成文本。
如何整個庫都只讀,會有什么問題? 如果你在主庫上備份,那么在備份期間都不能執(zhí)行更想,業(yè)務(wù)就基本上停擺。 如果在從庫上備份,那么備份期間從庫不能執(zhí)行主庫同步過來的 binlog ,會導致從延遲。 既然要全庫只讀, 為什么不使用set global readonly=true的方式呢?
readonly 方式也可以讓全庫進入只讀狀態(tài),但我還是會建議你用FTWRL方式, 主要有兩個原因:
一是, 在有些系統(tǒng)中, readonly的值會被用來做其他邏輯,比如用來判斷一個庫是主庫還是備庫。因此,修改global變量的方式影響面更大, 我不建議你使用。 二是, 在異常處理機制上有差異。如果執(zhí)行FTWRL命令之后由于客戶端發(fā)生異常斷開, 那么MySQL會自動釋放這個全局鎖, 整個庫回到可以正常更新的狀態(tài)。而將整個庫設(shè)置為readonly之后, 如果客戶端發(fā)生異常, 則數(shù)據(jù)庫就會一直保持readonly狀態(tài), 這樣會導致整個庫長時間處于不可寫狀態(tài), 風險較高 表級別鎖
MySQL 里面表級別的鎖有兩種:一種是表鎖,一種是元數(shù)據(jù)鎖(meta data lok, MDL)。表鎖的語法是 :
lock tables ... read/write
與 FTWRL 類似,可以使用 unlock tables 主動釋放鎖,也可以在客戶端斷開的時候自動釋放。需要注意的是,lock tables語法除了會限制別的線程的讀寫外,也限定了本線程接下來的操作對象。
MDL 表級鎖
MDL 不需要顯示使用,在訪問一個表的時候自動加上, MDL 保證讀寫的正確性,也就是說在查詢數(shù)據(jù)時,不允許有其他線程對這個表結(jié)構(gòu)做變更。
什么操作會加 MDL 鎖?
在MySQL 5.5版本中引入了MDL, 當對一個表做增刪改查操作的時候,加 MDL讀鎖 ;當要對表做結(jié)構(gòu)變更操作的時候,加 MDL寫鎖 。
讀鎖之間不互斥,因此可以有多個線程同時對一張表增刪改查。 讀寫之間、寫鎖之間是互斥的,用來保證變更表結(jié)構(gòu)操作的安全性,如果有兩個線程要同時給一個表加字段,其中一個要等另外一個執(zhí)行完才能執(zhí)行。 更改表結(jié)構(gòu)要注意哪些?
給一個表加字段, 或者修改字段, 或者加索引, 需要掃描全表的數(shù)據(jù)。在對大表操作的時候, 你肯定會特別小心, 以免對線上服務(wù)造成影響。而實際上, 即使是小表, 操作不慎也會出問題,導致整個庫的線程爆滿。
舉個例子
我們來看一下下面的操作序列, 假設(shè)表t是一個小表。
image
session A先啟動, 這時候會對表t加一個 MDL讀鎖 。由于session B需要的也是 MDL讀鎖 , 因此可以正常執(zhí)行。 session C會被blocked, 是因為session A的MDL讀鎖還沒有釋放, 而session C需要MDL寫鎖, 因此只能被阻塞,讀寫鎖互斥。 如果只有session C自己被阻塞還沒什么關(guān)系, 但是之后所有要在表t上新申請MDL讀鎖的請求也會被session C阻塞。前面我們說了,所有對表的增刪改查操作都需要先申請MDL讀鎖, 就都被鎖住, 等于這個表現(xiàn)在完全不可讀寫了。
如果某個表上的查詢語句頻繁, 而且客戶端有重試機制,也就是說超時后會再起一個新session 再請求的話, 這個 庫的線程很快就會爆滿 。事務(wù)中的MDL鎖, 在語句執(zhí)行開始時申請, 但是語句結(jié)束后并不會馬上釋放, 而會等到整個事務(wù)提交后再釋放。
怎么解決這個 更改表結(jié)構(gòu)問題
比較理想的機制是, 在alter table語句里面設(shè)定等待時間, 如果在這個指定的等待時間里面能夠拿到MDL寫鎖最好, 拿不到也不要阻塞后面的業(yè)務(wù)語句, 先放棄。
ALTER TABLE tbl_name NOWAIT add column ... ALTER TABLE tbl_name WAIT N add column ...
InnoDB默認是行級別的鎖,當有明確指定的主鍵時候,是行級鎖。否則是表級別。
例子: 假設(shè)表foods ,存在有id跟name、status三個字段,id是主鍵,status有索引。
例1: (明確指定主鍵,并且有此記錄,行級鎖)
例2: (明確指定主鍵/索引,若查無此記錄,無鎖)
例3: (無主鍵/索引,表級鎖)
例4: (主鍵/索引不明確,表級鎖)
for update的注意點
for update的疑問點
當多個用戶訪問同一份數(shù)據(jù)時,一個用戶在更改數(shù)據(jù)的過程中,可能有其他用戶同時發(fā)起更改請求,為保證數(shù)據(jù)庫記錄的更新從一個一致性狀態(tài)變?yōu)榱硗庖粋€一致性狀態(tài),使用事務(wù)處理是非常必要的,事務(wù)具有以下四個特性:
MySQL 提供了多種事務(wù)型存儲引擎,如 InnoDB 和 BDB 等,而 MyISAM 不支持事務(wù)。為了支持事務(wù),InnoDB 存儲引擎引入了與事務(wù)處理相關(guān)的 REDO 日志和 UNDO 日志,同時事務(wù)依賴于 MySQL 提供的鎖機制
事務(wù)執(zhí)行時需要將執(zhí)行的事務(wù)日志寫入日志文件,對應(yīng)的文件為 REDO 日志。當每條 SQL 進行數(shù)據(jù)更新操作時,首先將 REDO 日志寫進日志緩沖區(qū)。當客戶端執(zhí)行 COMMIT 命令提交時,日志緩沖區(qū)的內(nèi)容將被刷新到磁盤,日志緩沖區(qū)的刷新方式或者時間間隔可以通過參數(shù) innodb_flush_log_at_trx_commit 控制
REDO 日志對應(yīng)磁盤上的 ib_logifleN 文件,該文件默認為 5MB,建議設(shè)置為 512MB,以便容納較大的事務(wù)。MySQL 崩潰恢復(fù)時會重新執(zhí)行 REDO 日志的記錄,恢復(fù)最新數(shù)據(jù),保證已提交事務(wù)的持久性
與 REDO 日志相反,UNDO 日志主要用于事務(wù)異常時的數(shù)據(jù)回滾,具體內(nèi)容就是記錄數(shù)據(jù)被修改前的信息到 UNDO 緩沖區(qū),然后在合適的時間將內(nèi)容刷新到磁盤
假如由于系統(tǒng)錯誤或者 rollback 操作而導致事務(wù)回滾,可以根據(jù) undo 日志回滾到?jīng)]修改前的狀態(tài),保證未提交事務(wù)的原子性
與 REDO 日志不同的是,磁盤上不存在單獨的 UNDO 日志文件,所有的 UNDO 日志均存在表空間對應(yīng)的 .ibd 數(shù)據(jù)文件中,即使 MySQL 服務(wù)啟動了獨立表空間
在 MySQL 中,可以使用 BEGIN 開始事務(wù),使用 COMMIT 結(jié)束事務(wù),中間可以使用 ROLLBACK 回滾事務(wù)。MySQL 通過 SET AUTOCOMMIT、START TRANSACTION、COMMIT 和 ROLLBACK 等語句支持本地事務(wù)
MySQL 定義了四種隔離級別,指定事務(wù)中哪些數(shù)據(jù)改變其他事務(wù)可見、哪些數(shù)據(jù)該表其他事務(wù)不可見。低級別的隔離級別可以支持更高的并發(fā)處理,同時占用的系統(tǒng)資源更少
InnoDB 系統(tǒng)級事務(wù)隔離級別可以使用以下語句設(shè)置:
查看系統(tǒng)級事務(wù)隔離級別:
InnoDB 會話級事務(wù)隔離級別可以使用以下語句設(shè)置:
查看會話級事務(wù)隔離級別:
在該隔離級別,所有事務(wù)都可以看到其他未提交事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。讀取未提交的數(shù)據(jù)稱為臟讀(Dirty Read),即是:首先開啟 A 和 B 兩個事務(wù),在 B 事務(wù)更新但未提交之前,A 事務(wù)讀取到了更新后的數(shù)據(jù),但由于 B 事務(wù)回滾,導致 A 事務(wù)出現(xiàn)了臟讀現(xiàn)象
所有事務(wù)只能看見已經(jīng)提交事務(wù)所做的改變,此級別可以解決臟讀,但也會導致不可重復(fù)讀(Nonrepeatable Read):首先開啟 A 和 B 兩個事務(wù),A事務(wù)讀取了 B 事務(wù)的數(shù)據(jù),在 B 事務(wù)更新并提交后,A 事務(wù)又讀取到了更新后的數(shù)據(jù),此時就出現(xiàn)了同一 A 事務(wù)中的查詢出現(xiàn)了不同的查詢結(jié)果
MySQL 默認的事務(wù)隔離級別,能確保同一事務(wù)的多個實例在并發(fā)讀取數(shù)據(jù)時看到同樣的數(shù)據(jù)行,理論上會導致一個問題,幻讀(Phontom Read)。例如,第一個事務(wù)對一個表中的數(shù)據(jù)做了修改,這種修改會涉及表中的全部數(shù)據(jù)行,同時第二個事務(wù)也修改這個表中的數(shù)據(jù),這次的修改是向表中插入一行新數(shù)據(jù),此時就會發(fā)生操作第一個事務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)表中還有沒有修改的數(shù)據(jù)行
InnoDB 通過多版本并發(fā)控制機制(MVCC)解決了該問題:InnoDB 通過為每個數(shù)據(jù)行增加兩個隱含值的方式來實現(xiàn),這兩個隱含值記錄了行的創(chuàng)建時間、過期時間以及每一行存儲時間發(fā)生時的系統(tǒng)版本號,每個查詢根據(jù)事務(wù)的版本號來查詢結(jié)果
通過強制事務(wù)排序,使其不可能相互沖突,從而解決幻讀問題。簡而言之,就是在每個讀的數(shù)據(jù)行上加上共享鎖實現(xiàn),這個級別會導致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭,一般不推薦使用
為了解決數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制問題,如走到同一時刻客戶端對同一張表做更新或者查詢操作,需要對并發(fā)操作進行控制,因此產(chǎn)生了鎖
共享鎖的粒度是行或者元組(多個行),一個事務(wù)獲取了共享鎖以后,可以對鎖定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行讀操作
排他鎖的粒度與共享鎖相同,一個事務(wù)獲取排他鎖以后,可以對鎖定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行寫操作
有兩個事務(wù) A 和 B,如果事務(wù) A 獲取了一個元組的共享鎖,事務(wù) B 還可以立即獲取這個元組的共享鎖,但不能獲取這個元組的排他鎖,必須等到事務(wù) A 釋放共享鎖之后。如果事務(wù) A 獲取了一個元組的排他鎖,事務(wù) B 不能立即獲取這個元組的共享鎖,也不能立即獲取這個元組的排他鎖,必須等到 A 釋放排他鎖之后
意向鎖是一種表鎖,鎖定的粒度是整張表,分為意向共享鎖和意向排他鎖。意向共享鎖表示一個事務(wù)有意對數(shù)據(jù)上共享鎖或者排他鎖。有意表示事務(wù)想執(zhí)行操作但還沒真正執(zhí)行
鎖的粒度主要分為表鎖和行鎖
表鎖的開銷最小,同時允許的并發(fā)量也是最小。MyISAM 存儲引擎使用該鎖機制。當要寫入數(shù)據(jù)時,整個表記錄被鎖,此時其他讀/寫動作一律等待。一些特定的動作,如 ALTER TABLE 執(zhí)行時使用的也是表鎖
行鎖可以支持最大的并發(fā),InnoDB 存儲引擎使用該鎖機制。如果要支持并發(fā)讀/寫,建議采用 InnoDB 存儲引擎
當前標題:mysql怎么分鎖 mysql 的鎖
新聞來源:http://muchs.cn/article22/hjegjc.html
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