#yyds干货盘点#盘点MySQL的锁机制是如何实现的

Posted 2021-12-10 一只独立特行的pig

文章介绍

对于mysql中的乐观锁和悲观锁，可能很多的开发者还不是很熟悉，并不知道其中具体是如何实现的。本文就针对这个问题做一个实际案例演示，让你彻底明白这两种锁的区别。

锁分类

MySQL的中锁按照范围主要分为表锁、行锁和页面锁。其中myisam存储引擎只支持表锁，InnoDB不仅仅支持行锁，在一定程度上也支持表锁。按照行为可以分为共享锁(读锁)、排他锁(写锁)和意向锁。按照思想分为乐观锁和悲观锁。

今天的文章演示一下实际中的乐观锁和悲观锁是如何操作的。

表结构

下面的SQL语句是表的结构。

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 数据版本号,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 8 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_unicode_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

插入模拟数据

BEGIN;
INSERT INTO `user` VALUES (0000000001, 张三, 0, [e-mail], 18228937997, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000002, 李四, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000003, 李四1, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000004, 李四2, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000005, 李四3, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000006, 李四4, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
INSERT INTO `user` VALUES (0000000007, 李四55, 0, [e-mail], 15683202302, 1);
COMMIT;

表中数据。

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user;
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name   | sex | email               | mobile      | version |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1  | 张三   | 0   | [e-mail] | 18228937997 | 2       |
| 2  | 李四   | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
| 3  | 李四1  | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
| 4  | 李四2  | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
| 5  | 李四3  | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
| 6  | 李四4  | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
| 7  | 李四55 | 0   | [e-mail]  | 15683202302 | 1       |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
7 rows in set
Time: 0.011s

悲观锁

悲观锁，比较消极的一种锁处理方式。直接在操作数据时，抢占锁。其他的事务在进行时就会等待，直到占有锁的事务释放锁为止。

这种处理方式能保证数据的最大一致性，但是容易导致锁超时、并发程度低等问题。
首先我们开启事务一，并且对id=1的数据进行update操作，此时我们不提交事务。

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 = 张三111111where id = 1;
Query OK, 1 row affected
Time: 0.004s

接着我们开启事务二，对id=1的数据进行update操作，查看此时会发生什么情况？

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;

我们执行完update语句之后，就处于等待状态，SQL语句也不会马上被执行，这是因为事务一没有commit，也就没有释放id=1的数据对应的写锁。效果如下图：

乐观锁

乐观锁认为数据一般情况下不会造成冲突，只有当数据去执行修改情况时，才会针对数据冲突做处理。这里是如何发现冲突了呢？常规的方式，都是在数据行上加一个版本号或者时间戳等字段。(本文使用version作为版本好方式，使用时间戳方式同理)

乐观锁的实现原理：

1. 一个事务在读取数据时，将对应的版本号字段读取出来，假设此时的版本号是1。

2. 另外一个事务也是执行同样的读取操作。当事务一提交时，对版本号执行+1，此时该数据行的版本号就是2。

3. 第二个事务执行修改操作时，针对业务数据做条件，并默认增加一个版本号作为where条件。此时修改语句中的版本号字段是不满足where条件，该事务执行失败。通过这种方式来达到锁的功能。

客户端一

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name       | sex | email               | mobile      | version |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1  | 张三111111 | 0   | [e-mail] | 18228937997 | 1       |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.012s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set  name = 事务一, 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  | 事务一 | 1   | [e-mail] | 18228937997  |  2      |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.009s

客户端二

mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user where id = 1;
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| id | name       | sex | email               | mobile      | version |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
| 1  | 张三111111 | 1   | [e-mail] | 18228937997 | 1       |
+----+------------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.015s
mysql root@127.0.0.1:demo> update `user` set  name = 事务二, 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  | 事务一 | 1   | [e-mail] | 18228937997 | 2       |
+----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+
1 row in set
Time: 0.012s

此时根据update返回的结构，可以看出受影响的行数为0，同时select查询之后，返现数据也是事务一的数据。

适用场景

悲观锁：比较适合写入操作比较频繁的场景，如果出现大量的读取操作，每次读取的时候都会进行加锁，这样会增加大量的锁的开销，降低了系统的吞吐量。

乐观锁：比较适合读取操作比较频繁的场景，如果出现大量的写入操作，数据发生冲突的可能性就会增大，为了保证数据的一致性，应用层需要不断的重新获取数据，这样会增加大量的查询操作，降低了系统的吞吐量。

总结

两种所各有优缺点，读取频繁使用乐观锁，写入频繁使用悲观锁。

像乐观锁适用于写比较少的情况下，即冲突真的很少发生的时候，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。但如果经常产生冲突，上层应用会不断的进行retry，这样反倒是降低了性能，所以这种情况下用悲观锁就比较合适,之所以用悲观锁就是因为两个用户更新同一条数据的概率高，也就是冲突比较严重的情况下，所以才用悲观锁。

悲观锁比较适合强一致性的场景，但效率比较低，特别是读的并发低。乐观锁则适用于读多写少，并发冲突少的场景。