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mysql間隙鎖怎么解決 mysql間隙鎖與隔離級(jí)別

深入理解MySQL的間隙鎖

因?yàn)樾墟i只能鎖住行,但是新插入記錄這個(gè)動(dòng)作,要更新的是記錄之間的“間隙”。為了解決幻讀問題,InnoDB 只好引入新的鎖,也就是間隙鎖 (Gap Lock)。

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間隙鎖,鎖的就是兩個(gè)值之間的空隙,不允許兩個(gè)值之間再插一個(gè)值。

比如初始化插入了 6 個(gè)記錄,這就產(chǎn)生了 7 個(gè)間隙。分別是 (-∞,0)、(0,5)、(5,10)、(10,15)、(15,20)、(20, 25)、(25, +supremum),間隙鎖都是開區(qū)間

和行鎖不一樣的是,跟間隙鎖存在沖突關(guān)系的,是“往這個(gè)間隙中插入一個(gè)記錄”這個(gè)操作。間隙鎖之間都不存在沖突關(guān)系。

缺點(diǎn):可能會(huì)導(dǎo)致同樣的語句鎖住更大的范圍,影響了并發(fā)度。

間隙鎖和行鎖合稱 next-key lock,每個(gè) next-key lock 是前開后閉區(qū)間。如果用 select * from t for update 要把整個(gè)表所有記錄鎖起來,就形成了 7 個(gè) next-key lock,分別是 (-∞,0]、(0,5]、(5,10]、(10,15]、(15,20]、(20, 25]、(25, +supremum]。

和間隙鎖的最大區(qū)別是,next-key lock 為前開后閉區(qū)間,這樣所有的next-key lock就可以把所有記錄鎖起來。

加鎖規(guī)則里面,包含了兩個(gè)“原則”、兩個(gè)“優(yōu)化”和一個(gè)“bug”

mysql 核心內(nèi)容-上

1、SQL語句執(zhí)行流程

MySQL大體上可分為Server層和存儲(chǔ)引擎層兩部分。

Server層:

連接器:TCP握手后服務(wù)器來驗(yàn)證登陸用戶身份,A用戶創(chuàng)建連接后,管理員對A用戶權(quán)限修改了也不會(huì)影響到已經(jīng)創(chuàng)建的鏈接權(quán)限,必須重新登陸。

查詢緩存:查詢后的結(jié)果存儲(chǔ)位置,MySQL8.0版本以后已經(jīng)取消,因?yàn)椴樵兙彺媸l繁,得不償失。

分析器:根據(jù)語法規(guī)則,判斷你輸入的這個(gè)SQL語句是否滿足MySQL語法。

優(yōu)化器:多種執(zhí)行策略可實(shí)現(xiàn)目標(biāo),系統(tǒng)自動(dòng)選擇最優(yōu)進(jìn)行執(zhí)行。

執(zhí)行器:判斷是否有權(quán)限,將最終任務(wù)提交到存儲(chǔ)引擎。

存儲(chǔ)引擎層

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取。其架構(gòu)模式是插件式的,支持InnoDB、MyISAM、Memory等多個(gè)存儲(chǔ)引擎。現(xiàn)在最常用的存儲(chǔ)引擎是InnoDB,它從MySQL 5.5.5版本開始成為了默認(rèn)存儲(chǔ)引擎(經(jīng)常用的也是這個(gè))。

SQL執(zhí)行順序

2、BinLog、RedoLog、UndoLog

BinLog

BinLog是記錄所有數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)變更(例如create、alter table)以及表數(shù)據(jù)修改(insert、update、delete)的二進(jìn)制日志,主從數(shù)據(jù)庫同步用到的都是BinLog文件。BinLog日志文件有三種模式。

STATEMENT 模式

內(nèi)容:binlog 記錄可能引起數(shù)據(jù)變更的 sql 語句

優(yōu)勢:該模式下,因?yàn)闆]有記錄實(shí)際的數(shù)據(jù),所以日志量很少 IO 都消耗很低,性能是最優(yōu)的

劣勢:但有些操作并不是確定的,比如 uuid() 函數(shù)會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生唯一標(biāo)識(shí),當(dāng)依賴 binlog 回放時(shí),該操作生成的數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)必然是不同的,此時(shí)可能造成無法預(yù)料的后果。

ROW 模式

內(nèi)容:在該模式下,binlog 會(huì)記錄每次操作的源數(shù)據(jù)與修改后的目標(biāo)數(shù)據(jù),StreamSets就要求該模式。

優(yōu)勢:可以絕對精準(zhǔn)的還原,從而保證了數(shù)據(jù)的安全與可靠,并且復(fù)制和數(shù)據(jù)恢復(fù)過程可以是并發(fā)進(jìn)行的

劣勢:缺點(diǎn)在于 binlog 體積會(huì)非常大,同時(shí),對于修改記錄多、字段長度大的操作來說,記錄時(shí)性能消耗會(huì)很嚴(yán)重。閱讀的時(shí)候也需要特殊指令來進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)。

MIXED 模式

內(nèi)容:是對上述STATEMENT 跟 ROW 兩種模式的混合使用。

細(xì)節(jié):對于絕大部分操作,都是使用 STATEMENT 來進(jìn)行 binlog 沒有記錄,只有以下操作使用 ROW 來實(shí)現(xiàn):表的存儲(chǔ)引擎為 NDB,使用了uuid() 等不確定函數(shù),使用了 insert delay 語句,使用了臨時(shí)表

主從同步流程:

1、主節(jié)點(diǎn)必須啟用二進(jìn)制日志,記錄任何修改了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的事件。

2、從節(jié)點(diǎn)開啟一個(gè)線程(I/O Thread)把自己扮演成 mysql 的客戶端,通過 mysql 協(xié)議,請求主節(jié)點(diǎn)的二進(jìn)制日志文件中的事件 。

3、主節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)一個(gè)線程(dump Thread),檢查自己二進(jìn)制日志中的事件,跟對方請求的位置對比,如果不帶請求位置參數(shù),則主節(jié)點(diǎn)就會(huì)從第一個(gè)日志文件中的第一個(gè)事件一個(gè)一個(gè)發(fā)送給從節(jié)點(diǎn)。

4、從節(jié)點(diǎn)接收到主節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)把它放置到中繼日志(Relay log)文件中。并記錄該次請求到主節(jié)點(diǎn)的具體哪一個(gè)二進(jìn)制日志文件內(nèi)部的哪一個(gè)位置(主節(jié)點(diǎn)中的二進(jìn)制文件會(huì)有多個(gè))。

5、從節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)另外一個(gè)線程(sql Thread ),把 Relay log 中的事件讀取出來,并在本地再執(zhí)行一次。

mysql默認(rèn)的復(fù)制方式是異步的,并且復(fù)制的時(shí)候是有并行復(fù)制能力的。主庫把日志發(fā)送給從庫后不管了,這樣會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題就是假設(shè)主庫掛了,從庫處理失敗了,這時(shí)候從庫升為主庫后,日志就丟失了。由此產(chǎn)生兩個(gè)概念。

全同步復(fù)制

主庫寫入binlog后強(qiáng)制同步日志到從庫,所有的從庫都執(zhí)行完成后才返回給客戶端,但是很顯然這個(gè)方式的話性能會(huì)受到嚴(yán)重影響。

半同步復(fù)制

半同步復(fù)制的邏輯是這樣,從庫寫入日志成功后返回ACK確認(rèn)給主庫,主庫收到至少一個(gè)從庫的確認(rèn)就認(rèn)為寫操作完成。

還可以延伸到由于主從配置不一樣、主庫大事務(wù)、從庫壓力過大、網(wǎng)絡(luò)震蕩等造成主備延遲,如何避免這個(gè)問題?主備切換的時(shí)候用可靠性優(yōu)先原則還是可用性優(yōu)先原則?如何判斷主庫Crash了?互為主備的情況下如何避免主備循環(huán)復(fù)制?被刪庫跑路了如何正確恢復(fù)?( o )… 感覺越來越扯到DBA的活兒上去了。

RedoLog

可以先通過下面demo理解:

飯點(diǎn)記賬可以把賬單寫在賬本上也可以寫在粉板上。有人賒賬或者還賬的話,一般有兩種做法:

1、直接把賬本翻出來,把這次賒的賬加上去或者扣除掉。

2、先在粉板上記下這次的賬,等打烊以后再把賬本翻出來核算。

生意忙時(shí)選后者,因?yàn)榍罢咛闊┝?。得在密密麻麻的記錄中找到這個(gè)人的賒賬總額信息,找到之后再拿出算盤計(jì)算,最后再將結(jié)果寫回到賬本上。

同樣在MySQL中如果每一次的更新操作都需要寫進(jìn)磁盤,然后磁盤也要找到對應(yīng)的那條記錄,然后再更新,整個(gè)過程IO成本、查找成本都很高。而粉板和賬本配合的整個(gè)過程就是MySQL用到的是Write-Ahead Logging 技術(shù),它的關(guān)鍵點(diǎn)就是先寫日志,再寫磁盤。此時(shí)賬本 = BinLog,粉板 = RedoLog。

1、 記錄更新時(shí),InnoDB引擎就會(huì)先把記錄寫到RedoLog(粉板)里面,并更新內(nèi)存。同時(shí),InnoDB引擎會(huì)在空閑時(shí)將這個(gè)操作記錄更新到磁盤里面。

2、 如果更新太多RedoLog處理不了的時(shí)候,需先將RedoLog部分?jǐn)?shù)據(jù)寫到磁盤,然后擦除RedoLog部分?jǐn)?shù)據(jù)。RedoLog類似轉(zhuǎn)盤。

RedoLog有write pos 跟checkpoint

write pos :是當(dāng)前記錄的位置,一邊寫一邊后移,寫到第3號(hào)文件末尾后就回到0號(hào)文件開頭。

check point:是當(dāng)前要擦除的位置,也是往后推移并且循環(huán)的,擦除記錄前要把記錄更新到數(shù)據(jù)文件。

write pos和check point之間的是粉板上還空著的部分,可以用來記錄新的操作。如果write pos追上checkpoint,表示粉板滿了,這時(shí)候不能再執(zhí)行新的更新,得停下來先擦掉一些記錄,把checkpoint推進(jìn)一下。

有了redo log,InnoDB就可以保證即使數(shù)據(jù)庫發(fā)生異常重啟,之前提交的記錄都不會(huì)丟失,這個(gè)能力稱為crash-safe。 redolog兩階段提交:為了讓binlog跟redolog兩份日志之間的邏輯一致。提交流程大致如下:

1 prepare階段 -- 2 寫binlog -- 3 commit

當(dāng)在2之前崩潰時(shí),重啟恢復(fù)后發(fā)現(xiàn)沒有commit,回滾。備份恢復(fù):沒有binlog 。一致

當(dāng)在3之前崩潰時(shí),重啟恢復(fù)發(fā)現(xiàn)雖沒有commit,但滿足prepare和binlog完整,所以重啟后會(huì)自動(dòng)commit。備份:有binlog. 一致

binlog跟redolog區(qū)別:

redo log是InnoDB引擎特有的;binlog是MySQL的Server層實(shí)現(xiàn)的,所有引擎都可以使用。

redo log是物理日志,記錄的是在某個(gè)數(shù)據(jù)頁上做了什么修改;binlog是邏輯日志,記錄的是這個(gè)語句的原始邏輯,比如給ID=2這一行的c字段加1。

redo log是循環(huán)寫的,空間固定會(huì)用完;binlog是可以追加寫入的。追加寫是指binlog文件寫到一定大小后會(huì)切換到下一個(gè),并不會(huì)覆蓋以前的日志。

UndoLog

UndoLog 一般是邏輯日志,主要分為兩種:

insert undo log

代表事務(wù)在insert新記錄時(shí)產(chǎn)生的undo log, 只在事務(wù)回滾時(shí)需要,并且在事務(wù)提交后可以被立即丟棄

update undo log

事務(wù)在進(jìn)行update或delete時(shí)產(chǎn)生的undo log; 不僅在事務(wù)回滾時(shí)需要,在快照讀時(shí)也需要;所以不能隨便刪除,只有在快速讀或事務(wù)回滾不涉及該日志時(shí),對應(yīng)的日志才會(huì)被purge線程統(tǒng)一清除

3、MySQL中的索引

索引的常見模型有哈希表、有序數(shù)組和搜索樹。

哈希表:一種以KV存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),只適合等值查詢,不適合范圍查詢。

有序數(shù)組:只適用于靜態(tài)存儲(chǔ)引擎,涉及到插入的時(shí)候比較麻煩??梢詤⒖糐ava中的ArrayList。

搜索樹:按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的二叉樹來存儲(chǔ)數(shù)據(jù),不過此時(shí)是N叉樹(B+樹)。廣泛應(yīng)用在存儲(chǔ)引擎層中。

B+樹比B樹優(yōu)勢在于:

B+ 樹非葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的只是索引,可以存儲(chǔ)的更多。B+樹比B樹更加矮胖,IO次數(shù)更少。

B+ 樹葉子節(jié)點(diǎn)前后管理,更加方便范圍查詢。同時(shí)結(jié)果都在葉子節(jié)點(diǎn),查詢效率穩(wěn)定。

B+樹中更有利于對數(shù)據(jù)掃描,可以避免B樹的回溯掃描。

索引的優(yōu)點(diǎn):

1、唯一索引可以保證每一行數(shù)據(jù)的唯一性

2、提高查詢速度

3、加速表與表的連接

4、顯著的減少查詢中分組和排序的時(shí)間

5、通過使用索引,可以在查詢的過程中,使用優(yōu)化隱藏器,提高系統(tǒng)的性能。

索引的缺點(diǎn):

1、創(chuàng)建跟維護(hù)都需要耗時(shí)

2、創(chuàng)建索引時(shí),需要對表加鎖,在鎖表的同時(shí),可能會(huì)影響到其他的數(shù)據(jù)操作

3、 索引需要磁盤的空間進(jìn)行存儲(chǔ),磁盤占用也很快。

4、當(dāng)對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRUD的時(shí),也會(huì)觸發(fā)索引的維護(hù),而維護(hù)索引需要時(shí)間,可能會(huì)降低數(shù)據(jù)操作性能

索引設(shè)計(jì)的原則不應(yīng)該:

1、索引不是越多越好。索引太多,維護(hù)索引需要時(shí)間跟空間。

2、 頻繁更新的數(shù)據(jù),不宜建索引。

3、數(shù)據(jù)量小的表沒必要建立索引。

應(yīng)該:

1、重復(fù)率小的列建議生成索引。因?yàn)橹貜?fù)數(shù)據(jù)少,索引樹查詢更有效率,等價(jià)基數(shù)越大越好。

2、數(shù)據(jù)具有唯一性,建議生成唯一性索引。在數(shù)據(jù)庫的層面,保證數(shù)據(jù)正確性

3、頻繁group by、order by的列建議生成索引??梢源蠓岣叻纸M和排序效率

4、經(jīng)常用于查詢條件的字段建議生成索引。通過索引查詢,速度更快

索引失效的場景

1、模糊搜索:左模糊或全模糊都會(huì)導(dǎo)致索引失效,比如'%a'和'%a%'。但是右模糊是可以利用索引的,比如'a%' 。

2、隱式類型轉(zhuǎn)換:比如select * from t where name = xxx , name是字符串類型,但是沒有加引號(hào),所以是由MySQL隱式轉(zhuǎn)換的,所以會(huì)讓索引失效 3、當(dāng)語句中帶有or的時(shí)候:比如select * from t where name=‘sw’ or age=14

4、不符合聯(lián)合索引的最左前綴匹配:(A,B,C)的聯(lián)合索引,你只where了C或B或只有B,C

關(guān)于索引的知識(shí)點(diǎn):

主鍵索引:主鍵索引的葉子節(jié)點(diǎn)存的是整行數(shù)據(jù)信息。在InnoDB里,主鍵索引也被稱為聚簇索引(clustered index)。主鍵自增是無法保證完全自增的哦,遇到唯一鍵沖突、事務(wù)回滾等都可能導(dǎo)致不連續(xù)。

唯一索引:以唯一列生成的索引,該列不允許有重復(fù)值,但允許有空值(NULL)

普通索引跟唯一索引查詢性能:InnoDB的數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)頁為單位來讀寫的,默認(rèn)每頁16KB,因此這兩種索引查詢數(shù)據(jù)性能差別微乎其微。

change buffer:普通索引用在更新過程的加速,更新的字段如果在緩存中,如果是普通索引則直接更新即可。如果是唯一索引需要將所有數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存來確保不違背唯一性,所以盡量用普通索引。

非主鍵索引:非主鍵索引的葉子節(jié)點(diǎn)內(nèi)容是主鍵的值。在InnoDB里,非主鍵索引也被稱為二級(jí)索引(secondary index)

回表:先通過數(shù)據(jù)庫索引掃描出數(shù)據(jù)所在的行,再通過行主鍵id取出索引中未提供的數(shù)據(jù),即基于非主鍵索引的查詢需要多掃描一棵索引樹。

覆蓋索引:如果一個(gè)索引包含(或者說覆蓋)所有需要查詢的字段的值,我們就稱之為覆蓋索引。

聯(lián)合索引:相對單列索引,組合索引是用多個(gè)列組合構(gòu)建的索引,一次性最多聯(lián)合16個(gè)。

最左前綴原則:對多個(gè)字段同時(shí)建立的組合索引(有順序,ABC,ACB是完全不同的兩種聯(lián)合索引) 以聯(lián)合索引(a,b,c)為例,建立這樣的索引相當(dāng)于建立了索引a、ab、abc三個(gè)索引。另外組合索引實(shí)際還是一個(gè)索引,并非真的創(chuàng)建了多個(gè)索引,只是產(chǎn)生的效果等價(jià)于產(chǎn)生多個(gè)索引。

索引下推:MySQL 5.6引入了索引下推優(yōu)化,可以在索引遍歷過程中,對索引中包含的字段先做判斷,過濾掉不符合條件的記錄,減少回表字?jǐn)?shù)。

索引維護(hù):B+樹為了維護(hù)索引有序性涉及到頁分裂跟頁合并。增刪數(shù)據(jù)時(shí)需考慮頁空間利用率。

自增主鍵:一般會(huì)建立與業(yè)務(wù)無關(guān)的自增主鍵,不會(huì)觸發(fā)葉子節(jié)點(diǎn)分裂。

延遲關(guān)聯(lián):通過使用覆蓋索引查詢返回需要的主鍵,再根據(jù)主鍵關(guān)聯(lián)原表獲得需要的數(shù)據(jù)。

InnoDB存儲(chǔ): * .frm文件是一份定義文件,也就是定義數(shù)據(jù)庫表是一張?jiān)趺礃拥谋怼?.ibd文件則是該表的索引,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件,既該表的所有索引樹,所有行記錄數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在該文件中。

MyISAM存儲(chǔ):* .frm文件是一份定義文件,也就是定義數(shù)據(jù)庫表是一張?jiān)趺礃拥谋怼? .MYD文件是MyISAM存儲(chǔ)引擎表的所有行數(shù)據(jù)的文件。* .MYI文件存放的是MyISAM存儲(chǔ)引擎表的索引相關(guān)數(shù)據(jù)的文件。MyISAM引擎下,表數(shù)據(jù)和表索引數(shù)據(jù)是分開存儲(chǔ)的。

MyISAM查詢:在MyISAM下,主鍵索引和輔助鍵索引都屬于非聚簇索引。查詢不管是走主鍵索引,還是非主鍵索引,在葉子結(jié)點(diǎn)得到的都是目的數(shù)據(jù)的地址,還需要通過該地址,才能在數(shù)據(jù)文件中找到目的數(shù)據(jù)。

PS:InnoDB支持聚簇索引,MyISAM不支持聚簇索引

4、SQL事務(wù)隔離級(jí)別

ACID的四個(gè)特性

原子性(Atomicity):把多個(gè)操作放到一個(gè)事務(wù)中,保證這些操作要么都成功,要么都不成功

一致性(Consistency):理解成一串對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的程序執(zhí)行下來,不會(huì)對數(shù)據(jù)產(chǎn)生不好的影響,比如憑空產(chǎn)生,或消失

隔離性(Isolation,又稱獨(dú)立性):隔離性的意思就是多個(gè)事務(wù)之間互相不干擾,即使是并發(fā)事務(wù)的情況下,他們只是兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行沒有交集,互不影響的東西;當(dāng)然實(shí)現(xiàn)中,也不一定需要這么完整隔離性,即不一定需要這么的互不干擾,有時(shí)候還是允許有部分干擾的。所以MySQL可以支持4種事務(wù)隔離性

持久性(Durability):當(dāng)某個(gè)操作操作完畢了,那么結(jié)果就是這樣了,并且這個(gè)操作會(huì)持久化到日志記錄中

PS:ACID中C與CAP定理中C的區(qū)別

ACID的C著重強(qiáng)調(diào)單數(shù)據(jù)庫事務(wù)操作時(shí),要保證數(shù)據(jù)的完整和正確性,數(shù)據(jù)不會(huì)憑空消失跟增加。CAP 理論中的C指的是對一個(gè)數(shù)據(jù)多個(gè)備份的讀寫一致性

事務(wù)操作可能會(huì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)問題

1、臟讀(dirty read):B事務(wù)更改數(shù)據(jù)還未提交,A事務(wù)已經(jīng)看到并且用了。B事務(wù)如果回滾,則A事務(wù)做錯(cuò)了

2、 不可重復(fù)讀(non-repeatable read):不可重復(fù)讀的重點(diǎn)是修改: 同樣的條件, 你讀取過的數(shù)據(jù), 再次讀取出來發(fā)現(xiàn)值不一樣了,只需要鎖住滿足條件的記錄

3、 幻讀(phantom read):事務(wù)A先修改了某個(gè)表的所有紀(jì)錄的狀態(tài)字段為已處理,未提交;事務(wù)B也在此時(shí)新增了一條未處理的記錄,并提交了;事務(wù)A隨后查詢記錄,卻發(fā)現(xiàn)有一條記錄是未處理的造成幻讀現(xiàn)象,幻讀僅專指新插入的行?;米x會(huì)造成語義上的問題跟數(shù)據(jù)一致性問題。

4、 在可重復(fù)讀RR隔離級(jí)別下,普通查詢是快照讀,是不會(huì)看到別的事務(wù)插入的數(shù)據(jù)的。因此,幻讀在當(dāng)前讀下才會(huì)出現(xiàn)。要用間隙鎖解決此問題。

在說隔離級(jí)別之前,你首先要知道,你隔離得越嚴(yán)實(shí),效率就會(huì)越低。因此很多時(shí)候,我們都要在二者之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。SQL標(biāo)準(zhǔn)的事務(wù)隔離級(jí)別由低到高如下: 上圖從上到下的模式會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的并行性能依次降低,安全性依次提高。

讀未提交:別人改數(shù)據(jù)的事務(wù)尚未提交,我在我的事務(wù)中也能讀到。

讀已提交(Oracle默認(rèn)):別人改數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)提交,我在我的事務(wù)中才能讀到。

可重復(fù)讀(MySQL默認(rèn)):別人改數(shù)據(jù)的事務(wù)已經(jīng)提交,我在我的事務(wù)中也不去讀,以此保證重復(fù)讀一致性。

串行:我的事務(wù)尚未提交,別人就別想改數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)跟實(shí)現(xiàn):上面都是關(guān)于事務(wù)的標(biāo)準(zhǔn),但是每一種數(shù)據(jù)庫都有不同的實(shí)現(xiàn),比如MySQL InnDB 默認(rèn)為RR級(jí)別,但是不會(huì)出現(xiàn)幻讀。因?yàn)楫?dāng)事務(wù)A更新了所有記錄的某個(gè)字段,此時(shí)事務(wù)A會(huì)獲得對這個(gè)表的表鎖,因?yàn)槭聞?wù)A還沒有提交,所以事務(wù)A獲得的鎖沒有釋放,此時(shí)事務(wù)B在該表插入新記錄,會(huì)因?yàn)闊o法獲得該表的鎖,則導(dǎo)致插入操作被阻塞。只有事務(wù)A提交了事務(wù)后,釋放了鎖,事務(wù)B才能進(jìn)行接下去的操作。所以可以說 MySQL的RR級(jí)別的隔離是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)解決了臟讀,不可重復(fù)讀和幻讀的。

5、MySQL中的鎖

無論是Java的并發(fā)編程還是數(shù)據(jù)庫的并發(fā)操作都會(huì)涉及到鎖,研發(fā)人員引入了悲觀鎖跟樂觀鎖這樣一種鎖的設(shè)計(jì)思想。

悲觀鎖:

優(yōu)點(diǎn):適合在寫多讀少的并發(fā)環(huán)境中使用,雖然無法維持非常高的性能,但是在樂觀鎖無法提更好的性能前提下,可以做到數(shù)據(jù)的安全性

缺點(diǎn):加鎖會(huì)增加系統(tǒng)開銷,雖然能保證數(shù)據(jù)的安全,但數(shù)據(jù)處理吞吐量低,不適合在讀書寫少的場合下使用

樂觀鎖:

優(yōu)點(diǎn):在讀多寫少的并發(fā)場景下,可以避免數(shù)據(jù)庫加鎖的開銷,提高DAO層的響應(yīng)性能,很多情況下ORM工具都有帶有樂觀鎖的實(shí)現(xiàn),所以這些方法不一定需要我們?nèi)藶榈娜?shí)現(xiàn)。

缺點(diǎn):在寫多讀少的并發(fā)場景下,即在寫操作競爭激烈的情況下,會(huì)導(dǎo)致CAS多次重試,沖突頻率過高,導(dǎo)致開銷比悲觀鎖更高。

實(shí)現(xiàn):數(shù)據(jù)庫層面的樂觀鎖其實(shí)跟CAS思想類似, 通數(shù)據(jù)版本號(hào)或者時(shí)間戳也可以實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)庫并發(fā)場景主要有三種:

讀-讀:不存在任何問題,也不需要并發(fā)控制

讀-寫:有隔離性問題,可能遇到臟讀,幻讀,不可重復(fù)讀

寫-寫:可能存更新丟失問題,比如第一類更新丟失,第二類更新丟失

兩類更新丟失問題:

第一類更新丟失:事務(wù)A的事務(wù)回滾覆蓋了事務(wù)B已提交的結(jié)果 第二類更新丟失:事務(wù)A的提交覆蓋了事務(wù)B已提交的結(jié)果

為了合理貫徹落實(shí)鎖的思想,MySQL中引入了雜七雜八的各種鎖:

鎖分類

MySQL支持三種層級(jí)的鎖定,分別為

表級(jí)鎖定

MySQL中鎖定粒度最大的一種鎖,最常使用的MYISAM與INNODB都支持表級(jí)鎖定。

頁級(jí)鎖定

是MySQL中鎖定粒度介于行級(jí)鎖和表級(jí)鎖中間的一種鎖,表級(jí)鎖速度快,但沖突多,行級(jí)沖突少,但速度慢。所以取了折衷的頁級(jí),一次鎖定相鄰的一組記錄。

行級(jí)鎖定

Mysql中鎖定粒度最細(xì)的一種鎖,表示只針對當(dāng)前操作的行進(jìn)行加鎖。行級(jí)鎖能大大減少數(shù)據(jù)庫操作的沖突。其加鎖粒度最小,但加鎖的開銷也最大行級(jí)鎖不一定比表級(jí)鎖要好:鎖的粒度越細(xì),代價(jià)越高,相比表級(jí)鎖在表的頭部直接加鎖,行級(jí)鎖還要掃描找到對應(yīng)的行對其上鎖,這樣的代價(jià)其實(shí)是比較高的,所以表鎖和行鎖各有所長。

MyISAM中的鎖

雖然MySQL支持表,頁,行三級(jí)鎖定,但MyISAM存儲(chǔ)引擎只支持表鎖。所以MyISAM的加鎖相對比較開銷低,但數(shù)據(jù)操作的并發(fā)性能相對就不高。但如果寫操作都是尾插入,那還是可以支持一定程度的讀寫并發(fā)

從MyISAM所支持的鎖中也可以看出,MyISAM是一個(gè)支持讀讀并發(fā),但不支持通用讀寫并發(fā),寫寫并發(fā)的數(shù)據(jù)庫引擎,所以它更適合用于讀多寫少的應(yīng)用場合,一般工程中也用的較少。

InnoDB中的鎖

該模式下支持的鎖實(shí)在是太多了,具體如下:

共享鎖和排他鎖 (Shared and Exclusive Locks)

意向鎖(Intention Locks)

記錄鎖(Record Locks)

間隙鎖(Gap Locks)

臨鍵鎖 (Next-Key Locks)

插入意向鎖(Insert Intention Locks)

主鍵自增鎖 (AUTO-INC Locks)

空間索引斷言鎖(Predicate Locks for Spatial Indexes)

舉個(gè)栗子,比如行鎖里的共享鎖跟排它鎖:lock in share modle 共享讀鎖:

為了確保自己查到的數(shù)據(jù)沒有被其他的事務(wù)正在修改,也就是說確保查到的數(shù)據(jù)是最新的數(shù)據(jù),并且不允許其他人來修改數(shù)據(jù)。但是自己不一定能夠修改數(shù)據(jù),因?yàn)橛锌赡芷渌氖聞?wù)也對這些數(shù)據(jù)使用了 in share mode 的方式上了S 鎖。如果不及時(shí)的commit 或者rollback 也可能會(huì)造成大量的事務(wù)等待。

for update排它寫鎖:

為了讓自己查到的數(shù)據(jù)確保是最新數(shù)據(jù),并且查到后的數(shù)據(jù)只允許自己來修改的時(shí)候,需要用到for update。相當(dāng)于一個(gè) update 語句。在業(yè)務(wù)繁忙的情況下,如果事務(wù)沒有及時(shí)的commit或者rollback 可能會(huì)造成其他事務(wù)長時(shí)間的等待,從而影響數(shù)據(jù)庫的并發(fā)使用效率。

Gap Lock間隙鎖:

1、行鎖只能鎖住行,如果在記錄之間的間隙插入數(shù)據(jù)就無法解決了,因此MySQL引入了間隙鎖(Gap Lock)。間隙鎖是左右開區(qū)間。間隙鎖之間不會(huì)沖突。

2、間隙鎖和行鎖合稱NextKeyLock,每個(gè)NextKeyLock是前開后閉區(qū)間。

間隙鎖加鎖原則(學(xué)完忘那種):

1、加鎖的基本單位是 NextKeyLock,是前開后閉區(qū)間。

2、查找過程中訪問到的對象才會(huì)加鎖。

3、索引上的等值查詢,給唯一索引加鎖的時(shí)候,NextKeyLock退化為行鎖。

4、索引上的等值查詢,向右遍歷時(shí)且最后一個(gè)值不滿足等值條件的時(shí)候,NextKeyLock退化為間隙鎖。

5、唯一索引上的范圍查詢會(huì)訪問到不滿足條件的第一個(gè)值為止。

MySQL從入門到精通(九) MySQL鎖,各種鎖

鎖是計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程或線程并發(fā)訪問某一資源的機(jī)制,在數(shù)據(jù)庫中,除傳統(tǒng)的計(jì)算資源(CPU、RAM、I/O)爭用外,數(shù)據(jù)也是一種供許多用戶共享的資源,如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)訪問的一致性,有效性是所有數(shù)據(jù)庫必須解決的一個(gè)問題,鎖沖突也是影響數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問性能的一個(gè)重要因素,從這個(gè)角度來說,鎖對數(shù)據(jù)庫而言是尤其重要,也更加復(fù)雜。MySQL中的鎖,按照鎖的粒度分為:1、全局鎖,就鎖定數(shù)據(jù)庫中的所有表。2、表級(jí)鎖,每次操作鎖住整張表。3、行級(jí)鎖,每次操作鎖住對應(yīng)的行數(shù)據(jù)。

全局鎖就是對整個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例加鎖,加鎖后整個(gè)實(shí)例就處于只讀狀態(tài),后續(xù)的DML的寫語句,DDL語句,已經(jīng)更新操作的事務(wù)提交語句都將阻塞。其典型的使用場景就是做全庫的邏輯備份,對所有的表進(jìn)行鎖定,從而獲取一致性視圖,保證數(shù)據(jù)的完整性。但是對數(shù)據(jù)庫加全局鎖是有弊端的,如在主庫上備份,那么在備份期間都不能執(zhí)行更新,業(yè)務(wù)會(huì)受影響,第二如果是在從庫上備份,那么在備份期間從庫不能執(zhí)行主庫同步過來的二進(jìn)制日志,會(huì)導(dǎo)致主從延遲。

解決辦法是在innodb引擎中,備份時(shí)加上--single-transaction參數(shù)來完成不加鎖的一致性數(shù)據(jù)備份。

添加全局鎖: flush tables with read lock; 解鎖 unlock tables。

表級(jí)鎖,每次操作會(huì)鎖住整張表.鎖定粒度大,發(fā)送鎖沖突的概率最高,并發(fā)讀最低,應(yīng)用在myisam、innodb、BOB等存儲(chǔ)引擎中。表級(jí)鎖分為: 表鎖、元數(shù)據(jù)鎖(meta data lock, MDL)和意向鎖。

表鎖又分為: 表共享讀鎖 read lock、表獨(dú)占寫鎖write lock

語法: 1、加鎖 lock tables 表名 ... read/write

2、釋放鎖 unlock tables 或者關(guān)閉客戶端連接

注意: 讀鎖不會(huì)阻塞其它客戶端的讀,但是會(huì)阻塞其它客戶端的寫,寫鎖既會(huì)阻塞其它客戶端的讀,又會(huì)阻塞其它客戶端的寫。大家可以拿一張表來測試看看。

元數(shù)據(jù)鎖,在加鎖過程中是系統(tǒng)自動(dòng)控制的,無需顯示使用,在訪問一張表的時(shí)候會(huì)自動(dòng)加上,MDL鎖主要作用是維護(hù)表元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)一致性,在表上有活動(dòng)事務(wù)的時(shí)候,不可以對元數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入操作。為了避免DML和DDL沖突,保證讀寫的正確性。

在MySQL5.5中引入了MDL,當(dāng)對一張表進(jìn)行增刪改查的時(shí)候,加MDL讀鎖(共享);當(dāng)對表結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更操作時(shí),加MDL寫鎖(排他).

查看元數(shù)據(jù)鎖:

select object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema_metadata_locks;

意向鎖,為了避免DML在執(zhí)行時(shí),加的行鎖與表鎖的沖突,在innodb中引入了意向鎖,使得表鎖不用檢查每行數(shù)據(jù)是否加鎖,使用意向鎖來減少表鎖的檢查。意向鎖分為,意向共享鎖is由語句select ... lock in share mode添加。意向排他鎖ix,由insert,update,delete,select。。。for update 添加。

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_lock;

行級(jí)鎖,每次操作鎖住對應(yīng)的行數(shù)據(jù),鎖定粒度最小,發(fā)生鎖沖突的概率最高,并發(fā)讀最高,應(yīng)用在innodb存儲(chǔ)引擎中。

innodb的數(shù)據(jù)是基于索引組織的,行鎖是通過對索引上的索引項(xiàng)加鎖來實(shí)現(xiàn)的,而不是對記錄加的鎖,對于行級(jí)鎖,主要分為以下三類:

1、行鎖或者叫record lock記錄鎖,鎖定單個(gè)行記錄的鎖,防止其他事物對次行進(jìn)行update和delete操作,在RC,RR隔離級(jí)別下都支持。

2、間隙鎖Gap lock,鎖定索引記錄間隙(不含該記錄),確保索引記錄間隙不變,防止其他事物在這個(gè)間隙進(jìn)行insert操作,產(chǎn)生幻讀,在RR隔離級(jí)別下都支持。

3、臨鍵鎖Next-key-lock,行鎖和間隙鎖組合,同時(shí)鎖住數(shù)據(jù),并鎖住數(shù)據(jù)前面的間隙Gap,在RR隔離級(jí)別下支持。

innodb實(shí)現(xiàn)了以下兩種類型的行鎖

1、共享鎖 S: 允許一個(gè)事務(wù)去讀一行,阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的排他鎖。

2、排他鎖 X: 允許獲取排他鎖的事務(wù)更新數(shù)據(jù),阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的共享鎖和排他鎖。

insert 語句 排他鎖 自動(dòng)添加的

update語句 排他鎖 自動(dòng)添加

delete 語句 排他鎖 自動(dòng)添加

select 正常查詢語句 不加鎖 。。。

select 。。。lock in share mode 共享鎖 需要手動(dòng)在select 之后加lock in share mode

select 。。。for update 排他鎖 需要手動(dòng)在select之后添加for update

默認(rèn)情況下,innodb在repeatable read事務(wù)隔離級(jí)別運(yùn)行,innodb使用next-key鎖進(jìn)行搜索和索引掃描,以防止幻讀。

間隙鎖唯一目的是防止其它事務(wù)插入間隙,間隙鎖可以共存,一個(gè)事務(wù)采用的間隙鎖不會(huì)阻止另一個(gè)事務(wù)在同一間隙上采用的間隙鎖。

mysql 的鎖以及間隙鎖

mysql 為并發(fā)事務(wù)同時(shí)對一條記錄進(jìn)行讀寫時(shí),提出了兩種解決方案:

1)使用 mvcc 的方法,實(shí)現(xiàn)多事務(wù)的并發(fā)讀寫,但是這種讀只是“快照讀”,一般讀的是歷史版本數(shù)據(jù),還有一種是“當(dāng)前讀”,一般加鎖實(shí)現(xiàn)“當(dāng)前讀”,或者 insert、update、delete 也是當(dāng)前讀。

2)使用加鎖的方法,鎖分為共享鎖(讀鎖),排他鎖(寫鎖)

快照讀:就是select

當(dāng)前讀:特殊的讀操作,插入/更新/刪除操作,屬于當(dāng)前讀,處理的都是當(dāng)前的數(shù)據(jù),需要加鎖。

mysql 在 RR 級(jí)別怎么處理幻讀的呢?一般來說,RR 級(jí)別通過 mvcc 機(jī)制,保證讀到低于后面事務(wù)的數(shù)據(jù)。但是 select for update 不會(huì)觸發(fā) mvcc,它是當(dāng)前讀。如果后面事務(wù)插入數(shù)據(jù)并提交,那么在 RR 級(jí)別就會(huì)讀到插入的數(shù)據(jù)。所以,mysql 使用 行鎖 + gap 鎖(簡稱 next-key 鎖)來防止當(dāng)前讀的時(shí)候插入。

Gap Lock在InnoDB的唯一作用就是防止其他事務(wù)的插入操作,以此防止幻讀的發(fā)生。

Innodb自動(dòng)使用間隙鎖的條件:


新聞名稱:mysql間隙鎖怎么解決 mysql間隙鎖與隔離級(jí)別
本文路徑:http://weahome.cn/article/dohihjc.html

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