Mysql共享鎖、排他鎖、悲觀鎖、樂觀鎖及其使用場景

一、相關(guān)名詞

|--表級鎖（鎖定整個表）

|--頁級鎖（鎖定一頁）

|--行級鎖（鎖定一行）

|--共享鎖（S鎖，MyISAM 叫做讀鎖）

|--排他鎖（X鎖，MyISAM 叫做寫鎖）

|--悲觀鎖（抽象性，不真實(shí)存在這個鎖）

|--樂觀鎖（抽象性，不真實(shí)存在這個鎖）

二、InnoDB與MyISAM

Mysql 在5.5之前默認(rèn)使用 MyISAM 存儲引擎，之后使用 InnoDB 。查看當(dāng)前存儲引擎：

show variables like '%storage_engine%';

MyISAM 操作數(shù)據(jù)都是使用的表鎖，你更新一條記錄就要鎖整個表，導(dǎo)致性能較低，并發(fā)不高。當(dāng)然同時它也不會存在死鎖問題。

而 InnoDB 與 MyISAM 的最大不同有兩點(diǎn)：一是 InnoDB 支持事務(wù)；二是 InnoDB 采用了行級鎖。也就是你需要修改哪行，就可以只鎖定哪行。

在 Mysql 中，行級鎖并不是直接鎖記錄，而是鎖索引。索引分為主鍵索引和非主鍵索引兩種，如果一條sql 語句操作了主鍵索引，Mysql 就會鎖定這條主鍵索引；如果一條語句操作了非主鍵索引，MySQL會先鎖定該非主鍵索引，再鎖定相關(guān)的主鍵索引。

InnoDB 行鎖是通過給索引項加鎖實(shí)現(xiàn)的，如果沒有索引，InnoDB 會通過隱藏的聚簇索引來對記錄加鎖。也就是說：如果不通過索引條件檢索數(shù)據(jù)，那么InnoDB將對表中所有數(shù)據(jù)加鎖，實(shí)際效果跟表鎖一樣。因為沒有了索引，找到某一條記錄就得掃描全表，要掃描全表，就得鎖定表。

三、共享鎖與排他鎖

1.首先說明：數(shù)據(jù)庫的增刪改操作默認(rèn)都會加排他鎖，而查詢不會加任何鎖。

|--共享鎖：對某一資源加共享鎖，自身可以讀該資源，其他人也可以讀該資源（也可以再繼續(xù)加共享鎖，即 共享鎖可多個共存），但無法修改。要想修改就必須等所有共享鎖都釋放完之后。語法為：

select * from table lock in share mode

|--排他鎖：對某一資源加排他鎖，自身可以進(jìn)行增刪改查，其他人無法進(jìn)行任何操作。語法為：

select * from table for update

2.下面援引例子說明（援自：http://blog.csdn.net/samjustin1/article/details/52210125）：

這里用T1代表一個數(shù)據(jù)庫執(zhí)行請求，T2代表另一個請求，也可以理解為T1為一個線程，T2 為另一個線程。

例1：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:select * from table lock in share mode（假設(shè)查詢會花很長時間，下面的例子也都這么假設(shè)）

T2:update table set column1='hello'

過程：

T1運(yùn)行（并加共享鎖)

T2運(yùn)行

If T1還沒執(zhí)行完

T2等......

else 鎖被釋放

T2執(zhí)行

end if

T2 之所以要等，是因為 T2 在執(zhí)行 update 前，試圖對 table 表加一個排他鎖，而數(shù)據(jù)庫規(guī)定同一資源上不能同時共存共享鎖和排他鎖。所以 T2 必須等 T1 執(zhí)行完，釋放了共享鎖，才能加上排他鎖，然后才能開始執(zhí)行 update 語句。

例2：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:select * from table lock in share mode

T2:select * from table lock in share mode

這里T2不用等待T1執(zhí)行完，而是可以馬上執(zhí)行。

分析：

T1運(yùn)行，則 table 被加鎖，比如叫l(wèi)ockA，T2運(yùn)行，再對 table 加一個共享鎖，比如叫l(wèi)ockB，兩個鎖是可以同時存在于同一資源上的（比如同一個表上）。這被稱為共享鎖與共享鎖兼容。這意味著共享鎖不阻止其它人同時讀資源，但阻止其它人修改資源。

例3：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:select * from table lock in share mode

T2:select * from table lock in share mode

T3:update table set column1='hello'

T2 不用等 T1 運(yùn)行完就能運(yùn)行，T3 卻要等 T1 和 T2 都運(yùn)行完才能運(yùn)行。因為 T3 必須等 T1 和 T2 的共享鎖全部釋放才能進(jìn)行加排他鎖然后執(zhí)行 update 操作。

例4：（死鎖的發(fā)生）-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:begin tran

     select * from table lock in share mode

     update table set column1='hello'

T2:begin tran

     select * from table lock in share mode

     update table set column1='world'

假設(shè) T1 和 T2 同時達(dá)到 select，T1 對 table 加共享鎖，T2 也對 table 加共享鎖，當(dāng) T1 的 select 執(zhí)行完，準(zhǔn)備執(zhí)行 update 時，根據(jù)鎖機(jī)制，T1 的共享鎖需要升級到排他鎖才能執(zhí)行接下來的 update。在升級排他鎖前，必須等 table 上的其它共享鎖（T2）釋放，同理，T2 也在等 T1 的共享鎖釋放。于是死鎖產(chǎn)生了。

例5：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:begin tran

     update table set column1='hello' where id=10

T2:begin tran

     update table set column1='world' where id=20

這種語句雖然最為常見，很多人覺得它有機(jī)會產(chǎn)生死鎖，但實(shí)際上要看情況

|--如果id是主鍵（默認(rèn)有主鍵索引），那么T1會一下子找到該條記錄(id=10的記錄），然后對該條記錄加排他鎖，T2，同樣，一下子通過索引定位到記錄，然后對id=20的記錄加排他鎖，這樣T1和T2各更新各的，互不影響。T2也不需要等。

|--如果id是普通的一列，沒有索引。那么當(dāng)T1對id=10這一行加排他鎖后，T2為了找到id=20，需要對全表掃描。但因為T1已經(jīng)為一條記錄加了排他鎖，導(dǎo)致T2的全表掃描進(jìn)行不下去（其實(shí)是因為T1加了排他鎖，數(shù)據(jù)庫默認(rèn)會為該表加意向鎖，T2要掃描全表，就得等該意向鎖釋放，也就是T1執(zhí)行完成），就導(dǎo)致T2等待。

死鎖怎么解決呢？一種辦法是，如下：

例6：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:begin tran

     select * from table for update

     update table set column1='hello'

T2:begin tran

     select * from table for update

     update table set column1='world'

這樣，當(dāng) T1 的 select 執(zhí)行時，直接對表加上了排他鎖，T2 在執(zhí)行 select 時，就需要等 T1 事物完全執(zhí)行完才能執(zhí)行。排除了死鎖發(fā)生。但當(dāng)?shù)谌齻€ user 過來想執(zhí)行一個查詢語句時，也因為排他鎖的存在而不得不等待，第四個、第五個 user 也會因此而等待。在大并發(fā)情況下，讓大家等待顯得性能就太友好了。

所以，有些數(shù)據(jù)庫這里引入了更新鎖（如Mssql，注意：Mysql不存在更新鎖）。

例7：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

T1:begin tran

     select * from table [加更新鎖操作]

     update table set column1='hello'

T2:begin tran

     select * from table [加更新鎖操作]

     update table set column1='world'

更新鎖其實(shí)就可以看成排他鎖的一種變形，只是它也允許其他人讀（并且還允許加共享鎖）。但不允許其他操作，除非我釋放了更新鎖。T1 執(zhí)行 select，加更新鎖。T2 運(yùn)行，準(zhǔn)備加更新鎖，但發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有一個更新鎖在那兒了，只好等。當(dāng)后來有 user3、user4...需要查詢 table 表中的數(shù)據(jù)時，并不會因為 T1 的 select 在執(zhí)行就被阻塞，照樣能查詢，相比起例6，這提高了效率。

后面還有意向鎖和計劃鎖：

• 計劃鎖，和程序員關(guān)系不大，就沒去了解。
• 意向鎖（innodb特有）分意向共享鎖和意向排他鎖。
  • 意向共享鎖：表示事務(wù)獲取行共享鎖時，必須先得獲取該表的意向共享鎖；
  • 意向排他鎖：表示事務(wù)獲取行排他鎖時，必須先得獲取該表的意向排他鎖；

我們知道，如果要對整個表加鎖，需保證該表內(nèi)目前不存在任何鎖。

因此，如果需要對整個表加鎖，那么就可以根據(jù)：檢查意向鎖是否被占用，來知道表內(nèi)目前是否存在共享鎖或排他鎖了。而不需要再一行行地去檢查每一行是否被加鎖。

四、樂觀鎖與悲觀鎖

首先說明，樂觀鎖和悲觀鎖都是針對讀（select）來說的。

案例：

某商品，用戶購買后庫存數(shù)應(yīng)-1，而某兩個或多個用戶同時購買，此時三個執(zhí)行程序均同時讀得庫存為“n”，之后進(jìn)行了一些操作，最后將均執(zhí)行update table set 庫存數(shù)=n-1，那么，很顯然這是錯誤的。

解決：

1. 使用悲觀鎖（其實(shí)說白了也就是排他鎖）
   
   |-- 程序A在查詢庫存數(shù)時使用排他鎖（select * from table where id=10 for update）
   
   |-- 然后進(jìn)行后續(xù)的操作，包括更新庫存數(shù)，最后提交事務(wù)。
   
   |-- 程序B在查詢庫存數(shù)時，如果A還未釋放排他鎖，它將等待……
   
   |-- 程序C同B……
2. 使用樂觀鎖（靠表設(shè)計和代碼來實(shí)現(xiàn)）
   
   |-- 一般是在該商品表添加version版本字段或者timestamp時間戳字段
   
   |-- 程序A查詢后，執(zhí)行更新變成了：
       update table set num=num-1 where id=10 and version=23  
   
   這樣，保證了修改的數(shù)據(jù)是和它查詢出來的數(shù)據(jù)是一致的（其他執(zhí)行程序肯定未進(jìn)行修改）。當(dāng)然，如果更新失敗，表示在更新操作之前，有其他執(zhí)行程序已經(jīng)更新了該庫存數(shù)，那么就可以嘗試重試來保證更新成功。為了盡可能避免更新失敗，可以合理調(diào)整重試次數(shù)（阿里巴巴開發(fā)手冊規(guī)定重試次數(shù)不低于三次）。

總結(jié)：對于以上，可以看得出來樂觀鎖和悲觀鎖的區(qū)別：

• 悲觀鎖實(shí)際使用了排他鎖來實(shí)現(xiàn)（select **** for update）。文章開頭說到，innodb加行鎖的前提是：必須是通過索引條件來檢索數(shù)據(jù)，否則會切換為表鎖。
  
  因此，悲觀鎖在未通過索引條件檢索數(shù)據(jù)時，會鎖定整張表。導(dǎo)致其他程序不允許“加鎖的查詢操作”，影響吞吐。故如果在查詢居多的情況下，推薦使用樂觀鎖。
  
  “加鎖的查詢操作”：加過排他鎖的數(shù)據(jù)行在其他事務(wù)中是不能修改的，也不能通過for update或lock in share mode的加鎖方式查詢，但可以直接通過select ...from...查詢數(shù)據(jù)，因為普通查詢沒有任何鎖機(jī)制。
• 樂觀鎖更新有可能會失敗，甚至是更新幾次都失敗，這是有風(fēng)險的。所以如果寫入居多，對吞吐要求不高，可使用悲觀鎖。

也就是一句話：讀用樂觀鎖，寫用悲觀鎖。