MySQL乐观锁和悲观锁具体实现
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- 2022-09-07 14:23:172631浏览
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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, '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;
表中数据。
mysql root@127.0.0.1:demo> select * from user; +----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+ | id | name | sex | email | mobile | version | +----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+ | 1 | 张三 | 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 = '张三111111'where 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：
通过上面的例子，我们就能比较直观的感受到悲观锁的实现过程是如何的。
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：
- 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。
- 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。
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 | 18228937997@163.com | 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 | 18228937997@163.com | 18228937997 | 2 | +----+--------+-----+---------------------+-------------+---------+ 1 row in set Time: 0.009s
执行update语句的顺序应该在客户端二执行了select之后，在执行。
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 | 18228937997@163.com | 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 | 18228937997@163.com | 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。
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