数据库管理系统(DBMS)中并发控制的任务是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时,不破坏事务的隔离性和一致性,以及数据库的统一性。

1. 什么是锁机制?数据库为什么要有锁机制?

       锁机制:通过对访问数据库同一资源的并发事务进行顺序化,以防止数据库数据不一致现象的发生。       

       锁机制的作用:数据库是一个多用户使用的共享资源;当多个用户并发地访问数据库进行数据存取操作时,在数据库中就会出现多个事务同时存取同一个数据的情况。若不对并发操作进行一定的控制就可能会导致读取或存储不正确数据的问题,从而破坏数据库数据的一致性。所以需要对并发事务进行加锁控制。

2. 数据库锁的执行

       当事务在对某个数据对象进行操作前,先向系统发出请求,对其加锁;加锁后的事务就对该数据对象有了一定的控制,在该事务释放锁之前,其他的事务不能对此数据对象进行更新操作。

3. 数据库锁的分类

      数据库锁一般分为两类:乐观锁、悲观锁;

      (1)  乐观锁:是指用户自己实现的一种锁机制;

       假设认为数据一般情况下不会造成冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据的冲突与否进行检测,如果发现了冲突,则返回错误信息,让用户决定如何处理。乐观锁的实现方式一般包括使用版本号和时间戳。

      (2)  悲观锁:即通常所说的数据库锁机制;

       悲观锁有:表锁、行锁、页锁。在MyISAM(MySQL 5.1之前版本默认的存储引擎)中只用到表锁,不会有死锁的问题,锁的开销也很小,但是相应的并发能力很差。Innodb(MySQL的另一种数据库引擎)实现了行级锁和表锁,锁的粒度变小了,并发能力增强,但是相应的锁的开销变大,很有可能出现死锁。同时,Innodb需要协调这两种锁,算法也变得复杂。Innodb行锁是通过索引上的索引项加锁来实现的,只有通过索引条件检索数据,Innodb才使用行级锁,否则,Innodb将使用表锁。

       表锁和行锁都分为:共享锁和排他锁(独占锁),而更新锁是为了解决行锁升级(共享锁升级为独占锁)的死锁问题。

       Innodb中表锁和行锁一起用,所以为了提高效率才会有意向锁(意向共享锁和意向排他锁)。

  注: 关于MySQL数据库存储引擎MyISAM和Innodb的区别,可查看以下链接文档:

  

  

4. 行锁的细分

   (1) 共享锁

        ① 加锁与解锁:当一个事务执行select语句时,数据库系统回为这个事务分配一把共享锁,来锁定被查询的数据。在默认情况下,数据被读取后,数据库系统立即解除共享锁。例如,当一个事务执行查询 "select * from Table_A"语句时,数据库系统首先锁定第一行,读取之后,解除对第一行的锁定,然后锁定第二行。这样,在一个事务读操作过程中,允许其他事务同时更新Table_A表中未锁定的行。

        ② 兼容性:如果数据资源上放置了共享锁,还能放置共享锁和更新锁。

        ③ 并发性能:具有良好的并发能力,当数据被放置共享锁后,还可以再放置共享锁或更新锁。所以并发性能很好。

   (2) 排他锁

        ① 加锁与解锁:当一个事务执行insert、update、delete语句时,数据库系统会自动对SQL语句操纵的数据资源使用独占锁。如果该数据资源已经有其他锁(任何锁)存在时,就无法对其再放置独占锁了。

        ② 兼容性:独占锁不能和其他锁兼容,如果数据资源上已经加了独占锁,就不能再放置其他的锁了。同样,如果数据资源上已经放置了其他锁,那么也就不能再放置独占锁了。

        ③ 并发性能:最差。只允许一个事物访问锁定的数据,如果其他事务也需要访问数据,就必须等待。

    (3) 更新锁

       更新锁在初始化阶段用来锁定可能要被修改的资源,这可以避免使用共享锁造成的死锁现象。例如,对以下的update语句:

UPDATE Table_A SET column_1=xxxx WHERE id=yyy;

       更新操作需要分两步:读取Table_A表中id为yyy的记录 ---> 执行更新操作。

       如果在第一步使用共享锁,在第二部把锁升级为独占锁,就可能出现死锁现象。例如,两个事务获取了同一个数据资源的共享锁,然后都要把锁升级为独占锁,但需要等待另一个事务接触共享锁才能升级为独占锁,这就造成了死锁。

       更新锁具有如下特征:

         ① 加锁与解锁:当一个事务执行update语句时,数据库系统会先为事务分配一把更新锁。当读取数据完毕,执行更新操作时,会把更新锁升级为独占锁。

         ② 兼容性:更新锁与共享锁是兼容的,也就是说,一个资源可以同时放置更新锁和共享锁,但是最多放置一把更新锁。这样,当多个事务更新相同的数据时,只有一个事务能获得更新锁,然后把更新锁升级为独占锁,其他事务必须等到前一个事务结束后,才能获取更新锁,这就避免了死锁。

         ③ 并发性能:允许多个事务同时读锁定的资源,但不允许其他事务修改它。