此文带你详细了解MySQL数据库的锁相关知识
MySQL 锁机制
锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制(避免争抢)。 在数据库中,除传统的计算资源(如CPU、RAM、I/O等)的争用以外,数据也是一种供许多用户共享的资如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说,锁对数据库而言显得尤其重要,也更加复杂。
从对数据操作的粒度分: 1.表锁:操作时,会锁定整个表。 2.行锁:操作时,会锁定当前操作行。 从对数据操作的类型分: 1.读锁(共享锁):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响。 2.写锁(排它锁):当前操作没有完成之前,它会阻断其他写锁和读锁。
其中,InnoDB表锁和行锁都支持,而MyISAM只支持表锁
MySQL锁的特性
表级锁 偏向MyISAM存储引擎,开销小,加锁快不会出现死锁:锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。 行级锁 偏向InnoDB存储引擎,开销大,加锁慢;会出现死;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。 从上述特点可见,很难笼统地说哪种锁更好,只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适!仅从锁的角度来说:表级锁更适合于以查询为主,只有少量按索引条件更新数据的应用,如Web应用; 而行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据,同时又有并查询的应用,如一些在线事务处理(OLTP)系统。
如何加锁
MyISAM表锁
MyISAM存储引擎只支持表锁
如何加表锁
MyISAM在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此,用户一般不需要直接用LOCK TABLE 命令给MyISAM表显式加锁。
加读锁: lock table table_name read;
加写锁:lock table table_name write;
InnoDB行锁:
行锁特点:偏向InnoDB存储引擎,开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。
InnoDB与MyISAM的最大不同有两点:一是支持事务;二是采用了行级锁。
行锁模式:
InnoDB 实现了以下两种类型的行锁。
共享锁(S) 又称为读锁,简称S锁,共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁,都能访问到数据,但是只能读不能修改。
排他锁(X) 又称为写锁,简称x锁,排他锁就是不能与其他锁并存,如一个事务获取了一个数据行的排他锁,其他事务就不能再获取该行的其他锁,包括共享锁和排他锁,但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。
对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);
对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁;
共享锁(S):SELECT ★ FROM table name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
排他锁(X):SELECT ★ FROM table name WHERE ... FOR UPDATE
死锁
死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用,并请求锁定对方的资源,从而导致恶性循环的现象。 常见的解决死锁的方法
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如果不同程序会并发存取多个表,尽量约定以相同的顺序访问表,可以大大降低死锁机会。
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在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需要的所有资源,减少死锁产生概率;
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对于非常容易产生死锁的业务部分,可以尝试使用升级锁定颗粒度,通过表级锁定来减少死锁产生的概率;
哲学家进餐问题
哲学家就餐问题可以这样表述,假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁,做以下两件事情之一:吃饭,或者思考。吃东西的时候,他们就停止思考,思考的时候也停止吃东西。而每个哲学家的左右两边仅有一根筷子,吃饭时,必须同时获得左右两只筷⼦才能吃饭(先获得左边,再获得右边)。 若五位哲学家同时饥饿⽽各⾃拿起了左边的筷⼦,这使五个信号量 chopstick 均为 0,当他们试图去拿起右边的筷⼦时,都将因⽆筷⼦⽽⽆限期地等待下去,即可能会引起死锁。
死锁,饥饿,死循环的区别
死锁、饥饿、死循环的区别 死锁:各进程互相等待对方手里的资源,导致各进程都阻塞,无法向前推进的现象。 饥饿:由于长期得不到想要的资源,某进程无法向前推进的现象。比如:在短进程优先(SPF)算法中,若有源源不断的短进程到来,则长进程将一直得不到处理机,从而发生长进程“饥饿”,甚至会导致长进程“饿死”。 死循环:某进程执行过程中一直跳不出某个循环的现象。有时是因为程序逻辑bug导致的,有时是程序员故意设计的。 共同点:都是进程无法顺利向前推进的现象(故意设计的死循环除外)
死锁产生的必要条件
产生死锁必须同时满足一下四个条件,只要其中任一条件不成立,死锁就不会发生。 互斥条件:只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁(如哲学家的筷子、打印机设备)。像内存、扬声器这样可以同时让多个进程使用的资源是不会导致死锁的(因为进程不用阻塞等待这种资源)。 不剥夺条件:进程所获得的资源在未使用完之前,不能由 其他进程强行夺走,只能主动释放。 请求和保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源又被其他有,此时请 求进程被阻塞,但又对自己已有的资源保持不放。 循环等待条件:存在一种进程资源的循环等待链,链中的每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 注意!发生死锁时一定有循环等待,但是发生循环等待时未必死锁(循环等待是死锁的必要不充分条件) 如果同类资源数大于1,则即使有循环等待,也未必发生死锁。但如果系统中每类资源都只有 一个,那循环等待就是死锁的充分必要条件了。
什么时候会发生死锁
1.对系统资源的竞争。各进程对不可剥夺的资源(如打印机)的竞争可能引起死锁,对可剥夺的资源(CPU)的竞争是不会引起死锁的。 2.进程推进顺序非法。请求和释放资源的顺序不当,也同样会导致死锁。例如,并发执行的进程P1、 P2分别申请并占有了资源R1、R2,之后进程P1又紧接着申请资源R2,而进程P2又申请资源R1,两者会因为申请的资源被对方占有而阻塞,从而发生死锁。 3. 信号量的使用不当也会造成死锁。如生产者-消费者问题中,如果实现互斥的P操作在实现同步的 P操作之前,就有可能导致死锁。(可以把互斥信号量、同步信号量也看做是一种抽象的系统资 源) 总之,对不可剥夺资源的不合理分配,可能导致死锁。
如何预防死锁
- 破坏互斥条件 互斥条件:只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁 将临界资源改造为可共享使用的资源(如SPOOLing技术) 缺点:可行性不高,很多时候无法破坏互斥条件
- 破坏不剥夺条件 不剥夺条件:进程所获得的资源在未使用完之前,不能被其他进程强行夺走,只能主动释放 方案一,申请的资源得不到满足时,立即释放拥有的所有资源破坏不剥夺条件 方案二,申请的资源被其他进程占用时,由操作系统协助剥夺(考虑优先级) 缺点:实现复杂;剥夺资源可能导致部分工作失效;反复申请和释放导致系统开销大;可能导致饥饿
- 破坏请求和保持条件 运行前分配好所有需要的资源,之后一直保持 缺点:资源利用率低;可能导致饥饿
- 破坏循环等待条件 给资源编号,必须按编号从小到大的顺序申请资源 缺点:不方便增加新设备;会导致资源浪费;用户编程麻烦
什么是安全序列
所谓安全序列,就是指如果系统按照这种序列分配资源,则每个进程都能顺利完成。只要能找出一个安全序列,系统就是安全状态。当然,安全序列可能有多个。 如果分配了资源之后,系统中找不出任何一个安全序列,系统就进入了不安全状态。这就意味着之后可能所有进程都无法顺利的执行下去。当然,如果有进程提前归还了一些资源,那系统也有可能重新回到安全状态,不过我们在分配资源之前总是要考虑到最坏的情况。 **
如果系统处于安全状态,就一定不会发生死锁。如果系统进入不安全状态,就可能发生死锁(处于不安全状态未必就是发生了死锁,但发生死锁时一定是在不安全状态)
文章到这里就先结束了,这里主要记录了MySQL锁相关的知识点,以后还会持续更新其他的与MySQL相关的知识点和面试题。 以上文章中如果有什么不对的,不合理的地方或需要改进的地方,还请大佬留言指正哦。 制作不易,还望各位大佬多多支持哟~~ 再次谢谢大家
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