MySQL樂觀鎖和悲觀鎖具體實現

2022-09-06 18:08:21

前言

對於MySQL中的樂觀鎖和悲觀鎖，可能很多的開發者還不是很熟悉，並不知道其中具體是如何實現的。本文就針對這個問題做一個實際案例演示，讓你徹底明白這兩種鎖的區別。

鎖分類

MySQL的中鎖按照範圍主要分為表鎖、行鎖和頁面鎖。其中myisam儲存引擎只支援表鎖，InnoDB不僅僅支援行鎖，在一定程度上也支援表鎖。按照行為可以分為共用鎖(讀鎖)、排他鎖(寫鎖)和意向鎖。按照思想分為樂觀鎖和悲觀鎖。

今天的文章演示一下實際中的樂觀鎖和悲觀鎖是如何操作的。

表結構

下面的SQL語句是表的結構：

CREATE TABLE `demo`.`user` (
`id` int(10) UNSIGNED ZEROFILL NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,
`sex` tinyint(1) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0,
`email` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NULL DEFAULT NULL,
`mobile` varchar(20) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NULL DEFAULT NULL,
`version` int(1) NULL DEFAULT 1 COMMENT '資料版本號',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 8 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_unicode_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

插入模擬資料：

BEGIN;
INSERT INTO `user` VALUES (0000000001, '張三', 0, '18228937997@163.com', '18228937997', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000002, '李四', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000003, '李四1', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000004, '李四2', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000005, '李四3', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000006, '李四4', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000007, '李四55', 0, '1005349393@163.com', '15683202302', 1);
COMMIT;

表中資料。

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user;
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name | sex | email | mobile | version |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1 | 張三 | 0 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 2 |
| 2 | 李四 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
| 3 | 李四1 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
| 4 | 李四2 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
| 5 | 李四3 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
| 6 | 李四4 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
| 7 | 李四55 | 0 | 1005349393@163.com | 15683202302 | 1 |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
7 rows in set
Time: 0.011s

悲觀鎖

悲觀鎖，比較消極的一種鎖處理方式。直接在運算元據時，搶佔鎖。其他的事務在進行時就會等待，直到佔有鎖的事務釋放鎖為止。

這種處理方式能保證資料的最大一致性，但是容易導致鎖超時、並行程度低等問題。首先我們開啟事務一，並且對id=1的資料進行update操作，此時我們不提交事務。

mysql root@127.0.0.1:demo> begin;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.002s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set name = '張三111111'where id = 1;
Query OK, 1 row affected
Time: 0.004s

接著我們開啟事務二，對id=1的資料進行update操作，檢視此時會發生什麼情況？

mysql root@127.0.0.1:demo> begin;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.002s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set sex = 1 where id = 1;

我們執行完update語句之後，就處於等待狀態，SQL語句也不會馬上被執行，這是因為事務一沒有commit，也就沒有釋放id=1的資料對應的寫鎖。

效果如下圖：

通過上面的例子，我們就能比較直觀的感受到悲觀鎖的實現過程是如何的。

樂觀鎖

樂觀鎖認為資料一般情況下不會造成衝突，只有當資料去執行修改情況時，才會針對資料衝突做處理。這裡是如何發現衝突了呢？常規的方式，都是在資料行上加一個版本號或者時間戳等欄位。(本文使用version作為版本好方式，使用時間戳方式同理)

樂觀鎖的實現原理：

一個事務在讀取資料時，將對應的版本號欄位讀取出來，假設此時的版本號是1。
另外一個事務也是執行同樣的讀取操作。當事務一提交時，對版本號執行+1，此時該資料行的版本號就是2。
第二個事務執行修改操作時，針對業務資料做條件，並預設增加一個版本號作為where條件。此時修改語句中的版本號欄位是不滿足where條件，該事務執行失敗。通過這種方式來達到鎖的功能。

使用者端一：

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name | sex | email | mobile | version |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1 | 張三111111 | 0 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 1 |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set name = '事務一', version = version + 1 where id = 1 and version = 1;
Query OK, 1 row affected
Time: 0.008s
mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name | sex | email | mobile | version |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1 | 事務一 | 1 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 2 |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.009s

執行update語句的順序應該在使用者端二執行了select之後，在執行。

使用者端二：

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name | sex | email | mobile | version |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1 | 張三111111 | 1 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 1 |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.015s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set name = '事務二', version = version + 1 where id = 1 and version = 1;
Query OK, 0 rows affected
Time: 0.003s
mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name | sex | email | mobile | version |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1 | 事務一 | 1 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 2 |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.012s

此時根據update返回的結構，可以看出受影響的行數為0，同時select查詢之後，返現資料也是事務一的資料。

適用場景

悲觀鎖：比較適合寫入操作比較頻繁的場景，如果出現大量的讀取操作，每次讀取的時候都會進行加鎖，這樣會增加大量的鎖的開銷，降低了系統的吞吐量。

樂觀鎖：比較適合讀取操作比較頻繁的場景，如果出現大量的寫入操作，資料發生衝突的可能性就會增大，為了保證資料的一致性，應用層需要不斷的重新獲取資料，這樣會增加大量的查詢操作，降低了系統的吞吐量。

總結

兩種所各有優缺點，讀取頻繁使用樂觀鎖，寫入頻繁使用悲觀鎖。

像樂觀鎖適用於寫比較少的情況下，即衝突真的很少發生的時候，這樣可以省去了鎖的開銷，加大了系統的整個吞吐量。但如果經常產生衝突，上層應用會不斷的進行retry，這樣反倒是降低了效能，所以這種情況下用悲觀鎖就比較合適,之所以用悲觀鎖就是因為兩個使用者更新同一條資料的概率高，也就是衝突比較嚴重的情況下，所以才用悲觀鎖。

悲觀鎖比較適合強一致性的場景，但效率比較低，特別是讀的並行低。樂觀鎖則適用於讀多寫少，並行衝突少的場景。

到此這篇關於MySQL樂觀鎖和悲觀鎖具體實現的文章就介紹到這了,更多相關MySQL樂觀鎖和悲觀鎖內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！

MySQL樂觀鎖和悲觀鎖具體實現

目錄

前言

鎖分類

表結構

悲觀鎖

樂觀鎖

適用場景

總結

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