1. Mysql的并发(锁策略、锁粒度、事务)

并发控制

 在处理并发读或者写时,可以通过实现一个由两种类型的锁组成的锁系统来解决问题。这俩种系统的锁通常被称为共享锁(shared lock)和排他锁(exclusive lock),也叫读锁(read lock)写锁(write lock)
 读锁是共享的,或者说是相互不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源,而互不干扰。写锁时排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁,这是出于安全策略的考虑,只有这样,才能确保在给定的时间里,只有一个用户能执行写入,并防止其他用户读取正在写入的同一资源。

 在实际的数据库系统中,每时每刻都在发生锁定,当某个用户在修改某一部分数据时,Mysql会通过锁定防止其他用户读取同一数据。大多数时候,Mysql锁的内部管理都是透明的。

锁粒度

 一种提高共享资源并发性的方式就是让锁对象更有选择性。尽量只锁定需要修改的部分数据,而不是所有的资源。更理想的方式是。只对修改的数据片进行精确的锁定。任何时候,在给定的资源上,锁定的数据量越少,则系统的并发程度越高,只要相互之间不发生冲突即可。
但是加锁也需要消耗资源,锁的各种操作,包括获得锁、检查锁是否已经解除、释放锁等,都会增加系统的开销。如果系统花费大量的时间来管理锁,而不是存取数据,那么系统的性能可能会因此受到影响。

所谓的锁策略,就是在锁的开销和数据的安全性之间寻求平衡。

Mysql存储引擎提供了可以实现自己的锁策略和锁粒度。

两种重要的锁策略:

  • 表锁(table lock)
     表锁时Mysql中最基本的锁策略,并且时开销最小的策略。表锁会锁定整张表。一个用户在对表进行写操作(插入、删除、更新等),需要先获得写锁,这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁是,其他读取的用户才能获得读锁,读锁之间是不相互阻塞的。

 其他细节:

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  • 行级锁(row lock)
     行级锁可以最大程度地支持并发处理(同时也带来了最大的锁开销)。
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行级锁只在存储引擎层实现,而Mysql服务器层没有实现。服务器层完全不了解存储引擎中的锁实现。

事务

 事物就是一组原子性的SQL查询,或者说一个独立的工作单元。事务内的语句,要么全部执行成功,要么全部执行失败。

事务的ACID概念:原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability).

事物SQL demo:

1. START TRANSACTION;
2. SELECT balance FROM checking WHERE customer_id = 10233276;
3. UPDATE checking SET balance = balance - 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
4. UPDATE savings SET balance = balance + 200.00 WHERE customer_id = 10233276;
5. COMMIT;

原子性(atomicity)
 一个事务必须被视为一个不可分割的最小工作单元,整个事务的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚,对于一个事务来说,不可能只执行其中的一部分操作,这就是事务的原子性。

一致性(consistency)
 数据库总是从一个一致性的状态转换到另外一个一致性的状态。在前面的例子中,一致性确保了,即使在执行第三、四条语句之间时系统崩溃,支票账户中也不会损失200美元,因为事务最终没有提交,所以事务中所做的修改也不会保存到数据库中。

隔离线(isolation)
 通常来说,一个事务所做的修改在最终提交以前,对其他事务是不可见的。在前面的例子中,当执行完第三条语句、第四条语句还未开始时,此时有另外一个账户汇总程序开始运行,则其看到的支票账户的余额并没有减去200美元。

持久性(durability)
 一旦事务提交,则其所做的修改就会永久保存到数据库中。持久化是个有点模糊的概念,不可能做到100%持久性保证的策略。

就像锁粒度的升级会增加系统开销一样,这种事务的处理过程中额外的安全性,也会需要数据库系统做更多的额外工作:需要更强的CPU处理能力、更大的内存和更多的磁盘空间。

四种隔离级别(隔离性)

  1. READ UNCOMMITED(未提交读)
     在 READ UNCOMMITED级别,事务中的修改,即使没有提交,对其他事务也都是可见的。事务可以读取未提交的数据,这也被称为脏读(Dirty Read)。这个级别会导致很多问题,从性能上来说,READ UNCOMMITED 不会比其他的级别好太多,但却缺乏其他级别的很多好处,除非真的非常有必要的理由,一般很少使用。
  2. READ COMMITED(提交读)
     大多数数据库系统的默认隔离级别都是READ COMMITED(但 Mysql不是)。READ COMMITED 满足前面提到的隔离性的简单定义:一个事务开始时,只能"看见"已经提交的事务所做的修改。换句话说,一个事务从开始知道提交之前,所做的任何修改对其他事务都是不可见的。这个级别有时候也叫作不可重复读(nonrepeatable read),因为两次执行同样的查询,可能会得到不一样的结果
  3. REPEATABLE READ(可重复读)
     REPEATABLE READ 解决了脏读的问题。该级别保证了在同一事务中多次读取同样记录的结果是一致的。但是理论上,可重复读隔离级别还是无法解决另外一个幻读(Phantom Read)的问题。所谓幻读,指的是当某个事务在读取某个范围内的记录时,另外一个事务又在该范围内插入了新的记录,当之前的事务再次读取该范围的记录时,会产生幻行(Phantom Row)。InnoDB 和 XtraDB 存储引擎通过多版本并发控制解决了幻读的问题。
    可重复读是Mysql的默认事务隔离级别
  4. SERIALIZABLE(可串行化)
     SERIALIZABLE是最高的隔离级别。它通过强制事务串行执行,避免了前面说的幻读问题。简单来说,SERIALIZABLE会在读取的每一行数据上都加锁,所以可能导致大量的超时和锁争用的问题。在实际应用中也很少用到这个隔离级别,只有在非常需要确保数据的一致性而且可以接受没有并发的情况下,才考虑采用该级别。


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