面试官:如何证明 MySQL 中有锁

SQL herman 262浏览
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一、缘起

假设你想给别人说明,Mysql 里面是有锁的,你会怎么做?

大多数人,都会开两个窗口,分别起两个事务,然后 update 同一条记录,在发起第二次 update 请求时,block,这样就说明这行记录被锁住了:

MySQL事务
MySQL事务

二、禁锢

问题来了,貌似只有显式的开启一个事务,才会有锁,如果直接执行一条 update 语句,会不会加锁呢?

比如直接执行:

update t set c = c + 1 where id = 1;  

这条语句,前面不加 begin,不显式开启事务,那么 Mysql 会不会加锁呢?

直觉告诉你,会。

但是为什么要加锁?

给你五秒钟,说出答案。

学过多线程和并发的同学,都知道下面这段代码,如果不加锁,就会有灵异事件:

i++;  

开启十个线程,执行 1000 次这段代码,最后 i 有极大可能性,会小于 1000。

这时候,用 Java 的套路,加锁:

synchornize {
i++;
}

问题解决。

同理,对于数据库,你可以理解为 i,就是数据库里的一行记录,i++ 这段代码,就是一条 update 语句,而多线程,对应的就是数据库里的多个事务。

既然对内存中 i 的操作需要加锁,保证并发安全,那么对数据库的记录进行修改,也必须加锁。

这道理很简单,但是很多人,未曾想过。

三、释然

为什么大家都喜欢用第一部分里的例子来演示 Mysql 锁?

因为开两个事务,会 block,够直观。

那么问题又来了,为什么会 block,或者说,为什么 Mysql 一定要等到 commit 了,才去释放锁?

执行完一条 update 语句,就把锁释放了,不行吗?

举个例子就知道 Mysql 为什么要这么干了:

MySQL事务
MySQL事务

一开始数据是:{id:1,c:1}

接着事务 A 通过 select .. for update,进行当前读,查到了 c=1;

接着它继续去更新,把 c 更新成 3,假设这时候,事务 A 执行完 update 语句后,就把锁释放了;

那么就有了第 4 行,事务 B 过来更新,把 c 更新成 4;

结果到了第 5 行,事务 A 又来执行一次当前读,读到的 c,竟然是 4,明明我上一步才把 c 改成了 3…

事务 A 不由的发出怒吼:我为什么会看到了我不该看,我也不想看的东西?!

事务 B 的修改,居然让事务 A 看到了,这明目张胆的违反了事务 ACID 中的 I,Isolation,隔离性(事务提交之前,对其他事务不可见)。

「所以,结论:MySQL 为了满足事务的隔离性,必须在 commit 才释放锁。」

四、自私的基因

有人说,如果我是读未提交( Read Uncommited )的隔离级别,可以读到对方未提交的东西,是不是就不需要满足隔离性,是不是就可以不用等到 commit 才释放锁了?

非也。

还是举例子:

事务 A 是 Read Committed,事务 B 是 Read Uncommitted;

事务 B 执行了一条 update 语句,把 c 更新成了 3。

假设事务 B 觉得自己是读未提交,就把锁释放了。

那这时候事务 A 过来执行当前读,读到了 c 就是 3。

事务 A 读到了别的事务没有提交的东西,而事务 A,还说自己是读已提交,真是讽刺。

根因在于,事务 B 非常自私,他觉得自己是读未提交,就把锁释放了,结果让别人也被“读未提交”。

显然,Mysql 不允许这么自私的行为存在。

「结论:就算你是读未提交,你也要等到 commit 了再释放锁。」

五、海纳百川

都知道 Mysql 的行锁,分为X锁和S锁,为什么 Mysql 要这么做呢?

这个简单吧,同样可以类比 Java 的读写锁:

It allows multiple threads to read a certain resource, but only one to write it, at a time.❞

允许多个线程同时读,但只允许一个线程写,既支持并发提高性能,又保证了并发安全。

六、凤凰涅磐

最后来个难点的。

假设事务 A 锁住了表 T 里的一行记录,这时候,你执行了一个 DDL 语句,想给这张表加个字段,这时候需要锁表吧?但是由于表里有一行记录被锁住了,所以这时候锁表时会 block。

那 Mysql 在锁表时,怎么判断表里有没有记录被锁住呢?

最简单暴力的,遍历整张表,遍历每行记录,遇到一个锁,就说明表里加锁了。

这样做可以,但是很傻,性能很差,高性能的 Mysql,不允许这样的做法存在。

Mysql 会怎么做呢?

行锁是行级别的,粒度比较小,好,那我要你在拿行锁之前,必须先拿一个假的表锁,表示你想去锁住表里的某一行或者多行记录。

这样,Mysql 在判断表里有没有记录被锁定,就不需要遍历整张表了,它只需要看看,有没有人拿了这个假的表锁。

「这个假的表锁,就是我们常说的,意向锁。」

Intention locks are table-level locks that indicate which type of lock (shared or exclusive) a transaction requires later for a row in a table❞

很多人知道意向锁是什么,但是却不知道为什么需要一个粒度比较大的锁,不知道它为何而来,不知道 Mysql 为何要设计个意向锁出来。

「知其然,知其所以然。」

七、参考文献

  • InnoDB Locking:https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-locking.html
  • ReadWriteLock:http://tutorials.jenkov.com/java-util-concurrent/readwritelock.html
  • 《Mysql技术内幕》

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