mysql间隙锁实现原理?

173 2024-08-12 00:01

一、mysql间隙锁实现原理?

我们都知道Mysql,Oracle PostgreSQL 可以利用MVCC来处理事务,防止加锁,来提高访问效率

MVCC只是工作在两种事务级别底下:(a) Read Committed (b) Repeatable Read;

因为其他两种:

(c)READ UNCOMMITTED==》总是读取最新的数据,不符合当前事务版本的数据行,

(d)Serializable则会对所有的行加锁。

这两种都不需要MVCC;

参考:Mysql 的InnoDB事务方面的 多版本并发控制如何实现 MVCC

这样说来 Mysql 也跟其他的数据库一样,当 Repeatable Read的时候会出现幻读的情况,其实不然,Mysql还有一种机制可以保证即使在Repeatable Read级别下面也不会出现幻读;

这就是间隙锁:

间隙锁跟MVCC一起工作。实现事务处理:

Repeatable Read隔离级别: 采用Next-key Lock(间隙锁) 来解决幻读问题.因此 Mysql 在Repeatable下面 幻读,可重复读,脏读 三者都不会发生

read committed隔离级别:采用Record锁,不会出现脏读,但是会产生"幻读"问题. 也会出现可重复读

(我查了很久,这个read committed模式下也会出现可重复读的问题参考:MySQL中Innodb的事务隔离级别和锁的关系的讲解教程)

间隙锁简介:

MySQL InnoDB支持三种行锁定方式:InnoDB的默认加锁方式是next-key 锁。

l 行锁(Record Lock):锁直接加在索引记录上面,锁住的是key。

l 间隙锁(Gap Lock):锁定索引记录间隙,确保索引记录的间隙不变。间隙锁是针对事务隔离级别为可重复读或以上级别而已的。

l Next-Key Lock :行锁和间隙锁组合起来就叫Next-Key Lock。

默认情况下,InnoDB工作在可重复读(Repeatable Read)隔离级别下,并且会以Next-Key Lock的方式对数据行进行加锁,这样可以有效防止幻读的发生。Next-Key Lock是行锁和间隙锁的组合,当InnoDB扫描索引记录的时候,会首先对索引记录加上行锁(Record Lock),再对索引记录两边的间隙加上间隙锁(Gap Lock)。加上间隙锁之后,其他事务就不能在这个间隙修改或者插入记录。 read committed隔离级别下

Gap Lock在InnoDB的唯一作用就是防止其他事务的插入操作,以此防止幻读的发生。

Innodb自动使用间隙锁的条件:(1)必须在Repeatable Read级别下(2)检索条件必须有索引(没有索引的话,mysql会全表扫描,那样会锁定整张表所有的记录,包括不存在的记录,此时其他事务不能修改不能删除不能添加)

行锁(Record Lock)记录锁其实很好理解,对表中的记录加锁,叫做记录锁,简称行锁。

生活中的间隙锁(Gap Lock)编程的思想源于生活,生活中的例子能帮助我们更好的理解一些编程中的思想。生活中排队的场景,小明,小红,小花三个人依次站成一排,此时,如何让新来的小刚不能站在小红旁边,这时候只要将小红和她前面的小明之间的空隙封锁,将小红和她后面的小花之间的空隙封锁,那么小刚就不能站到小红的旁边。这里的小红,小明,小花,小刚就是数据库的一条条记录。他们之间的空隙也就是间隙,而封锁他们之间距离的锁,叫做间隙锁。

Mysql中的间隙锁下表中(见图一),id为主键,number字段上有非唯一索引的二级索引,有什么方式可以让该表不能再插入number=5的记录?

图一

根据上面生活中的例子,我们自然而然可以想到,只要控制几个点,number=5之前不能插入记录,number=5现有的记录之间不能再插入新的记录,number=5之后不能插入新的记录,那么新的number=5的记录将不能被插入进来。

那么,mysql是如何控制number=5之前,之中,之后不能有新的记录插入呢(防止幻读)?答案是用间隙锁,在RR级别下,mysql通过间隙锁可以实现锁定number=5之前的间隙,number=5记录之间的间隙,number=5之后的间隙,从而使的新的记录无法被插入进来。

间隙是怎么划分的?

注:为了方面理解,我们规定(id=A,number=B)代表一条字段id=A,字段number=B的记录,(C,D)代表一个区间,代表C-D这个区间范围。

图一中,根据number列,我们可以分为几个区间:(无穷小,2),(2,4),(4,5),(5,5),(5,11),(11,无穷大)。只要这些区间对应的两个临界记录中间可以插入记录,就认为区间对应的记录之间有间隙。例如:区间(2,4)分别对应的临界记录是(id=1,number=2),(id=3,number=4),这两条记录中间可以插入(id=2,number=3)等记录,那么就认为(id=1,number=2)与(id=3,number=4)之间存在间隙。

很多人会问,那记录(id=6,number=5)与(id=8,number=5)之间有间隙吗?答案是有的,(id=6,number=5)与(id=8,number=5)之间可以插入记录(id=7,number=5),因此(id=6,number=5)与(id=8,number=5)之间有间隙的,

间隙锁锁定的区域根据检索条件向左寻找最靠近检索条件的记录值A,作为左区间,向右寻找最靠近检索条件的记录值B作为右区间,即锁定的间隙为(A,B)。图一中,where number=5的话,那么间隙锁的区间范围为(4,11);

间隙锁的目的是为了防止幻读,其主要通过两个方面实现这个目的:(1)防止间隙内有新数据被插入(2)防止已存在的数据,更新成间隙内的数据(例如防止numer=3的记录通过update变成number=5)

间隙锁在InnoDB的唯一作用就是防止其它事务的插入操作,以此来达到防止幻读的发生,所以间隙锁不分什么共享锁与排它锁。 默认情况下,InnoDB工作在Repeatable Read隔离级别下,并且以Next-Key Lock的方式对数据行进行加锁,这样可以有效防止幻读的发生。Next-Key Lock是行锁与间隙锁的组合,当对数据进行条件,范围检索时,对其范围内也许并存在的值进行加锁!当查询的索引含有唯一属性(唯一索引,主键索引)时,Innodb存储引擎会对next-key lock进行优化,将其降为record lock,即仅锁住索引本身,而不是范围!若是普通辅助索引,则会使用传统的next-key lock进行范围锁定!

要禁止间隙锁的话,可以把隔离级别降为Read Committed,或者开启参数innodb_locks_unsafe_for_binlog。

对于快照读来说,幻读的解决是依赖mvcc解决。而对于当前读则依赖于gap-lock解决。

深层次的原理分析:

在MVCC并发控制中,读操作可以分成两类:快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。

快照读,读取的是记录的可见版本 (有可能是历史版本),不用加锁。

当前读,读取的是记录的最新版本,并且,当前读返回的记录,都会加上锁,保证其他事务不会再并发修改这条记录。

在一个支持MVCC并发控制的系统中,哪些读操作是快照读?哪些操作又是当前读呢?以MySQL InnoDB为例:

快照读:简单的select操作,属于快照读,不加锁。(当然,也有例外,下面会分析)select * from table where ?;

当前读:特殊的读操作,插入/更新/删除操作,属于当前读,需要加锁。select * from table where ? lock in share mode;select * from table where ? for update;insert into table values (…);update table set ? where ?;delete from table where ?;所有以上的语句,都属于当前读,读取记录的最新版本。并且,读取之后,还需要保证其他并发事务不能修改当前记录,对读取记录加锁。其中,除了第一条语句,对读取记录加S锁 (共享锁)外,其他的操作,都加的是X锁 (排它锁)。

MySQL/InnoDB定义的4种隔离级别:

Read Uncommited可以读取未提交记录。此隔离级别,不会使用,忽略。

Read Committed (RC)快照读忽略,本文不考虑。针对当前读,RC隔离级别保证对读取到的记录加锁 (record lock),存在幻读现象。

Repeatable Read (RR)快照读忽略,本文不考虑。针对当前读,RR隔离级别保证对读取到的记录加锁 (记录锁),同时保证对读取的范围加锁,新的满足查询条件的记录不能够插入 (间隙锁),不存在幻读现象。

Serializable从MVCC并发控制退化为基于锁的并发控制。不区别快照读与当前读,所有的读操作均为当前读,读加读锁 (S锁),写加写锁 (X锁)。Serializable隔离级别下,读写冲突,因此并发度急剧下降,在MySQL/InnoDB下不建议使用。

二、Java如何实现对Mysql数据库的行锁?

在讲锁之前,首先讲讲两个概念吧 ,嘿嘿 行锁和MySQL 事务属性

行锁

mysql实现行级锁的两大前提就是,innodb引擎并且开启事务。由于MySQL/InnoDB的加锁分析,一般日常中使用方式为: select .... from table where ..... for update 语句并且在 Repeatable Read 事务隔离级别下。

行锁的劣势:开销大;加锁慢;会出现死锁

行锁的优势:锁的粒度小,发生锁冲突的概率低;处理并发的能力强

加锁的方式:自动加锁。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁;对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁;当然我们也可以显示的加锁:

共享锁:select * from table where “条件” + lock in share more

排他锁:select * from table where ”条件“ + for update

MySQL 事务属性

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有ACID属性。

原子性(Atomicity):事务是一个原子操作单元。在当时原子是不可分割的最小元素,其对数据的修改,要么全部成功,要么全部都不成功。

一致性(Consistent):事务开始到结束的时间段内,数据都必须保持一致状态。

隔离性(Isolation):数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的”独立”环境执行。

持久性(Durable):事务完成后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。

举例说明

innodb引擎中行级锁分为以下三种锁

1.Record Lock

单个行记录上的锁

2.Gap Lock

间隙锁,锁定一个范围,不包括记录本身

3.Next-Key Lock

锁定一个范围和记录本身

话不多说直接代码开干

代码:select * from table where order_no= '20200521xxx' for update;

order_no是主键的时候,可以确定唯一一条数据, 所以在此加上Record Lock(即为单个记录上锁)

order_no是普通索引的时候,innodb层面 会根据条件锁定一个范围,在查询的时候聚簇索引上加Record Lock(即为单个记录上锁)

order_no不是索引的时候,本条sql会进行全表扫描,会在所有的聚簇索引上加锁,相当于全表锁,这个是在mysql innodb引擎层面决定。

还有一种情况,假如后面跟多个情况

代码:select * from table where order_no= '20200521' and code='xxx' for update;

经过上面分析

order_no主键,code不是索引,查询都只有一条数据,加Record Lock

order_no 普通索引,code不是索引 ,会先扫描order_no= '20200521',范围下加锁

结论:我们的for update 并不时都锁一条记录,也并不是只有一个锁,但是也包含我们常用的手段了,在项目中可以实践用用哦

好了,如果对您有帮助,记得关注收藏转发哦,我会一直在这里等候与您交流

三、mysql update锁行怎么解决?

不要大批量update,减少锁行时间。

需要的话停止update session

四、mysql默认是表锁还是行锁?

mysql默认的是表级锁。如果是启用InnoDB 存储引擎那么该数据库支持行级锁。

查看mysql数据库的详细信息 可以用 show status;INNODB的行级锁有共享锁(S LOCK)和排他锁(X LOCK)两种。共享锁允许事物读一行记录,不允许任何线程对该行记录进行修改。排他锁允许当前事物删除或更新一行记录,其他线程不能操作该记录。

五、关于MySQL中的表锁和行锁?

1. 程序中非数据库交互操作导致事务挂起

将接口调用或者文件操作等这一类非数据库交互操作嵌入在 SQL 事务代码之中,那么整个事务很有可能因此挂起(接口不通等待超时或是上传下载大附件)。

2. 事务中包含性能较差的查询 SQL

事务中存在慢查询,导致同一个事务中的其他 DML 无法及时释放占用的行锁,引起行锁等待。

3. 单个事务中包含大量 SQL

通常是由于在事务代码中加入 for 循环导致,虽然单个 SQL 运行很快,但是 SQL 数量一大,事务就会很慢。

4. 级联更新 SQL 执行时间较久

这类 SQL 容易让人产生错觉,例如:update A set ... where ...in (select B) 这类级联更新,不仅会占用 A 表上的行锁,也会占用 B 表上的行锁,当 SQL 执行较久时,很容易引起 B 表上的行锁等待。

5. 磁盘问题导致的事务挂起

极少出现的情形,比如存储突然离线,SQL 执行会卡在内核调用磁盘的步骤上,一直等待,事务无法提交。

综上可以看出,如果事务长时间未提交,且事务中包含了 DML 操作,那么就有可能产生行锁等待,引起报错。

六、mysql什么时候锁表或锁行?

mysql锁表或锁行的情况是:

当主键或者唯一索引的效果时,是锁行。但是如果“重复率”高时,Mysql不会把这个普通索引当做索引,即会造成一个没有索引的SQL,从而形成锁表。

特别是在UPDATE、DELETE操作时,MySQL不仅锁定WHERE条件扫描过的所有索引记录,而且会锁定相邻的键值,即所谓的next-key locking。

七、mysql锁的是行记录还是索引?

MySQL锁可以锁定行记录和索引。行记录锁用于锁定特定数据行,以防止其他事务对其进行修改或删除。索引锁则用于锁定索引,以防止其他事务对其进行修改或删除。行记录锁和索引锁在不同的情况下起到不同的作用,但它们都是用来确保数据完整性和并发性的重要工具。通过灵活使用行记录锁和索引锁,可以有效地控制并发访问和保护数据的一致性。

八、MySQL中的行级锁、表级锁、页级锁?

1. 程序中非数据库交互操作导致事务挂起

将接口调用或者文件操作等这一类非数据库交互操作嵌入在 SQL 事务代码之中,那么整个事务很有可能因此挂起(接口不通等待超时或是上传下载大附件)。

2. 事务中包含性能较差的查询 SQL

事务中存在慢查询,导致同一个事务中的其他 DML 无法及时释放占用的行锁,引起行锁等待。

3. 单个事务中包含大量 SQL

通常是由于在事务代码中加入 for 循环导致,虽然单个 SQL 运行很快,但是 SQL 数量一大,事务就会很慢。

4. 级联更新 SQL 执行时间较久

这类 SQL 容易让人产生错觉,例如:update A set ... where ...in (select B) 这类级联更新,不仅会占用 A 表上的行锁,也会占用 B 表上的行锁,当 SQL 执行较久时,很容易引起 B 表上的行锁等待。

5. 磁盘问题导致的事务挂起

极少出现的情形,比如存储突然离线,SQL 执行会卡在内核调用磁盘的步骤上,一直等待,事务无法提交。

综上可以看出,如果事务长时间未提交,且事务中包含了 DML 操作,那么就有可能产生行锁等待,引起报错。

九、mysql 锁

MySQL 锁的详细解析

MySQL 锁的详细解析

在关系型数据库中,锁是一种重要的机制,用于协调多个并发事务对数据的访问。MySQL数据库也不例外,提供了多种类型的锁来保证数据的一致性和并发事务的正确执行。本篇文章将深入探讨MySQL中不同类型锁的特性、使用场景以及性能影响。

1. 悲观锁与乐观锁

在MySQL中,我们常常听到悲观锁和乐观锁这两个概念。悲观锁是一种较为保守的锁策略,它假设在事务执行期间会有其他并发事务产生冲突,因此需要在事务执行期间一直持有锁,以防止其他并发事务的干扰。悲观锁的代表就是MySQL的行级锁和表级锁。

相对而言,乐观锁则更加乐观,它不认为并发事务之间会产生冲突,因此在事务执行期间不去获取锁,而是在事务提交时检查是否发生了冲突。如果没有发生冲突,事务就会成功提交;反之,事务的提交会失败,需要进行回滚操作。MySQL中的乐观锁主要是通过使用版本号(Versioning)或时间戳(Timestamp)来实现。

2. MySQL的行级锁

MySQL的行级锁是一种相对细粒度的锁,它能够在并发事务访问同一张表的不同行时,对行进行加锁保护,避免并发事务之间的冲突。MySQL行级锁有以下几个主要特点:

  • 行级锁仅在存储引擎层面实现,而并非在MySQL核心内核实现。
  • 行级锁的开销比较大,会导致系统的资源竞争。
  • 行级锁需要依赖于存储引擎的支持,不同存储引擎对行级锁的支持程度不同。
  • 行级锁一般分为共享锁(Shared Lock)和排它锁(Exclusive Lock)两种类型。

共享锁是一种读锁,它允许一个事务去读取一行数据,同时允许其他事务也获取共享锁来读取同一行数据。但是共享锁的存在会阻止其他事务获得排它锁,从而保证了事务之间的一致性。

排它锁则是一种写锁,它只允许一个事务获得排它锁来修改某一行数据,并且同时阻止其他事务获取共享锁或者排它锁。这样就能保证在一个事务修改数据的过程中,其他事务无法读取或者修改该行数据。

3. MySQL的表级锁

与行级锁相比,表级锁是一种粗粒度的锁,它能够在并发事务访问同一张表时对整张表进行加锁保护。MySQL表级锁有以下特点:

  • 表级锁是在MySQL引擎层面实现的,可以保证不同存储引擎的一致性。
  • 表级锁的开销比较小,仅需要维护锁的列表。
  • 表级锁是一种比较激进的锁策略,会导致并发性能下降。

表级锁分为两种类型:共享锁和排它锁。共享锁允许多个事务同时获取共享锁对表进行读取操作,但是不允许其他事务获取排它锁进行写入操作。

排它锁则是只允许一个事务获取,其他事务无法获取共享锁或者排它锁。这种锁级别的使用场景主要是针对整张表的写入操作,一旦有一个事务获取了排它锁,则其他事务无法对表进行读写操作,直到该事务释放锁。

4. 事务隔离级别与锁

MySQL的事务隔离级别对锁的使用有一定的影响。MySQL定义了四种事务隔离级别:

  • 读未提交:最低的隔离级别,事务可以读取其他未提交的事务所做的更改。可能会导致脏读、不可重复读和幻读。
  • 读已提交:事务只能读取其他已提交的事务所做的更改。可以避免脏读,但仍可能出现不可重复读和幻读。
  • 可重复读:在一个事务中多次读取同一记录的结果是一致的。可以避免脏读和不可重复读,但仍可能出现幻读。
  • 串行化:最高的隔离级别,事务依次执行,避免了脏读、不可重复读和幻读的发生。但同时也导致了性能降低。

不同的隔离级别对锁的使用方式有所不同,需要根据应用场景和性能需求来选择合适的隔离级别。

总结

锁对于保障数据库的一致性和并发事务的正确执行至关重要。MySQL提供了悲观锁和乐观锁两种不同的锁策略,以及行级锁和表级锁两种不同的锁粒度。

行级锁适用于并发事务访问同一张表的不同行,能够提供更高级别的并发性能和更低的锁冲突概率。而表级锁则适用于并发事务访问整张表的场景,虽然锁的粒度较大,但是开销也相对较小。

在使用锁的同时,需要注意事务的隔离级别,选择合适的隔离级别可以避免不同类型的问题,同时也要考虑性能和可扩展性。如果理解和使用恰当,MySQL的锁机制能够为我们提供一个稳定可靠的数据库访问环境。

十、mysql行转列?

  就是一个动态的行列转换

  CREATE TABLE `c_wssb_zz` (

  `aa011` varchar(10) default NULL,

  `aa001` varchar(20) default NULL,

  `aa014` varchar(20) default NULL,

  `aa015` varchar(200) default NULL,

  `aab001` varchar(20) default NULL,

  `aa010` varchar(30) default NULL,

  `aae216` date default NULL,

  `aa013` varchar(3) default NULL,

  `aa016` varchar(10) default NULL,

  `aae218` date default NULL,

  `aab034` varchar(20) default NULL,

  `aab901` varchar(255) default NULL

  )

  加入这是要转换的表,表名不确定,作为一个参数, aab001、AA011这两个也不确定,也是参数,显示的结果把AA014这一列的内容横过来内容,对应AA015, 最后形成的数据格式如下

  AAB034,AA011,AA001,AAB001,max(case when aa014='col1' then aa015 else '' end)as col1,max(case when aa014='col2' then aa015 else '' end)as col2,....max(case when aa014='colN' then aa015 else '' end)as colN,AAE216,AAE218,AA013,AA016

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