概述
MySQL是非常流行的关系型数据库,许多系统都使用它来存储和管理数据。在高并发环境下,为了保证数据的一致性和可靠性,数据库需要实现并发控制,其中包括锁机制。MySQL提供了两种锁类型,一种是表级锁,另一种是行级锁。本文将深入探讨MySQL中的行级锁,包括行锁概念,行锁实现原理、类型、使用场景等。
行锁基础概念
1、行锁概念
MySQL中的行锁是一种细粒度锁,它可以确定需要锁定的数据是哪一条记录,从而保证了不同线程对同一数据的访问的隔离性。行锁可以控制读写并发访问过程中的数据一致性,但它的粒度较小,需要更频繁地加锁和解锁,比较消耗资源。
2、行锁实现原理
MySQL行锁的实现原理是基于索引,这是因为MySQL有一个规则:只有在使用索引条件检索数据时才会使用行级锁。这意味着如果进行全表扫描等操作就无法使用行级锁了。
MySQL在执行SELECT语句时会根据WHERE子句的条件,找到要访问的记录。如果这个WHERE条件有索引,MySQL就会使用这个索引。
如果该索引是聚集索引,那么锁定该记录的时候就是锁定整个聚集索引。
如果该索引是非聚集索引,那么锁定该记录的时候就是锁定这个非聚集索引中的索引项。
行级锁会自动处理,并根据其中记录是否已经被锁定或锁定的类型去决定事务的并发度,当锁定行的事务提交后,事务自动释放锁定,其他事务就可以继续访问这些记录。
行锁类型
MySQL的行级锁使用了多种锁类型来实现,在这里我们将介绍三种常用的行锁类型及其应用场景。它们是:
1、共享锁(Shared lock)
共享锁,也称为读锁,是一种最常用的行级锁,用于控制读操作和写操作的并发性。当对数据进行读取时,MySQL会自动加上共享锁,可以允许多个线程同时读取同一个数据块,但不能同时进行写操作。
在 MySQL 中,可以通过以下方式获得共享锁:
SELECT ... FROM ... WHERE ... LOCK IN SHARE MODE;
这个语句会获取读锁,并且会等待其他持有共享锁的事务完成才会释放锁。通过添加这个 LOCK IN SHARE MODE 子句,可以确保在 SELECT 查询期间不会发生数据修改操作,从而避免并发问题。
另外,MySQL 还提供了 SELECT … FOR SHARE 语句,它也可以获取共享锁。但它的效果和 LOCK IN SHARE MODE 很不同。SELECT … FOR SHARE 是在事务开始时就获得共享锁,直到事务结束才释放锁。而 LOCK IN SHARE MODE 则只在执行查询时获得锁,并在查询完成后立即释放锁。
如果一个线程在一个数据块上已经有了共享锁,其他线程就只能再申请共享锁,而不能申请排它锁,因为该数据块正在被读取,而不能被修改。所以,共享锁可以被多个事务共享,但它不可以与其他的排它锁并存。在获取共享锁的情况下,其他事务依然可以读取数据,但是无法进行修改,直到释放锁,所以在并发读写场景下,仍需要考虑数据一致性问题。
2、排它锁(Exclusive lock)
MySQL 中排它锁(Exclusive lock)用于控制写操作的并发性,和共享锁恰恰相反。排它锁只能被一个事务持有,其他事务不能获得该锁。当一个事务持有排它锁时,其他事务既不能持有共享锁,也不能持有排它锁。
在 MySQL 中,可以通过以下方式获得排它锁:
SELECT ... FROM ... WHERE ... FOR UPDATE;
这个语句会获取写锁,并且会等待其他持有共享锁或排它锁的事务完成才会释放锁。通过添加 FOR UPDATE 子句,可以确保 SELECT 语句在事务中执行期间不会发生数据修改操作,从而避免并发问题。
需要注意的是,如果一条数据已经被其他事务持有排它锁,那么当前事务也不能对该数据获得排它锁。并发写入操作需要考虑如何控制事务的执行顺序,使得数据可以在一定程度上避免竞争条件,保证数据的正确性和完整性。
3、意向锁(Intention lock)
MySQL中的Intention Lock(意向锁)主要用于协调读锁和写锁之间的关系。它是一种锁级别,在事务并发控制中发挥着重要作用。Intention Lock有两种:Intention Share Lock(IS)和Intention Exclusive Lock(IX)。
当一个事务要对一行数据进行读操作(使用SELECT语句),它会请求一个IS锁。如果一个事务请求在一个表上请求了一个IS锁,则表示它想要对此表的某些行进行读操作,但是它不需要排它锁,多个事务可以同时持有IS锁。
当一个事务要对一行数据进行写操作(使用UPDATE或DELETE语句),它会请求一个IX锁。如果一个事务请求在一个表上请求一个IX锁,则表示它想对此表的某些行进行修改,要求其他事务不能进行读/写操作,只有自己可以修改,IX锁的排它性更强。
在MySQL中,允许多个事务同时持有IS锁,但是它不允许在同时持有IS锁的情况下持有IX锁,这是因为一个事务如果持有一个IX锁,则表示它想要对该行数据进行修改,其他事务不能进行读/写,因此如果允许持有IS锁的事务也持有IX锁,会导致其他事务无法进行读操作,从而违反了IS锁的共享性。
使用场景
在实际开发中,行锁的应用非常广泛,它可以解决在高并发访问下的数据一致性问题。
1、读写并发的场景
如果系统中对同一张表进行读写操作,为了保证数据的一致性,就必须考虑使用行锁。比如,在一个资金账户中,一个用户向该账户存款,同时另一个用户在从该账户中进行提款,为了避免这两个操作产生的并发问题,就必须使用行级锁保证数据的一致性。
2、数据操作的唯一性约束
使用行锁可以保证有唯一标识的数据只被一个事务修改,这样就保证了数据操作的唯一性。
3、对于需要操作较大表的场景
表级锁在操作大表时效率低下,会产生资源瓶颈,而使用行级锁就可以很好地解决这个问题,因为行级锁只会对访问的数据进行锁定,避免了对整张表的锁定。
锁的优化
1、减少锁的竞争
当多个线程同时想要获取同一条记录的时候,就会发生锁的竞争,这时候就需要考虑如何减少锁的竞争。
一种常用的方法是分库分表,将数据划分到不同的表或者不同的数据库中,这样可以有效地减少锁的竞争,提高并发性能。
另外一种方法是使用缓存,缓存可以减少对数据库的直接访问,从而减少锁的竞争。
2、合理使用锁类型
在使用行级锁的时候,需要根据实际情况选择不同的锁类型,避免出现无法获取到锁的情况。
对于读多写少的场景,可以使用共享锁来保证数据的一致性;
对于写多读少的场景,可以使用排它锁来保证数据的一致性;
而对于既有读操作又有写操作的场景,可以使用意向锁来保证数据的一致性,这样可以有效避免锁的竞争。
3、精简事务范围
尽量将事务的操作范围控制在最小范围内,可以有效减少锁冲突的机会,提高并发性能。尤其在更新大表时,可以针对一个分区或者一页进行处理,而不是锁定整个表。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-467268.html
总结
本文介绍了MySQL中行级锁的基础概念、实现原理、类型及其使用场景。MySQL行级锁是细粒度锁,可以保证不同线程对同一数据的访问的隔离性。行锁使用的锁类型多种多样,我们需要根据实际情况选择不同的锁类型,避免出现无法获取到锁的情况。通过使用行级锁,我们可以较好地解决高并发情况下的数据一致性问题,提高系统的并发性能。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-467268.html
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