悲观锁总结和实践

最近学习了一下数据库的悲观锁和乐观锁，根据自己的理解和网上参考资料总结如下：

悲观锁介绍（百科）：

悲观锁，正如其名，它指的是对数据被外界（包括本系统当前的其他事务，以及来自外部系统的事务处理）修改持保守态度，因此，在整个数据处理过程中， 将数据处于锁定状态。悲观锁的实现，往往依靠数据库提供的锁机制（也只有数据库层提供的锁机制才能真正保证数据访问的排他性，否则，即使在本系统中实现了 加锁机制，也无法保证外部系统不会修改数据）。

使用场景举例：以MySQL InnoDB为例

商品goods表中有一个字段status，status为1代表商品未被下单，status为2代表商品已经被下单，那么我们对某个商品下单时必须确保该商品status为1。假设商品的id为1。

1如果不采用锁，那么操作方法如下：

//1.查询出商品信息

select status from t_goods where id=1;

//2.根据商品信息生成订单

insert into t_orders (id,goods_id) values (null,1);

//3.修改商品status为2

update t_goods set status=2;


上面这种场景在高并发访问的情况下很可能会出现问题。

前面已经提到，只有当goods  status为1时才能对该商品下单，上面第一步操作中，查询出来的商品status为1。但是当我们执行第三步Update操作的时候，有可能出现其他 人先一步对商品下单把goods  status修改为2了，但是我们并不知道数据已经被修改了，这样就可能造成同一个商品被下单2次，使得数据不一致。所以说这种方式是不安全的。


2使用悲观锁来实现：

在上面的场景中，商品信息从查询出来到修改，中间有一个处理订单的过程，使用悲观锁的原理就是，当我们在查询出goods信息后就把当前的数据锁定，直到我们修改完毕后再解锁。那么在这个过程中，因为goods被锁定了，就不会出现有第三者来对其进行修改了。


注：要使用悲观锁，我们必须关闭mysql数据库的自动提交属性，因为MySQL默认使用autocommit模式，也就是说，当你执行一个更新操作后，MySQL会立刻将结果进行提交。


我们可以使用命令设置MySQL为非autocommit模式：

set autocommit=0;


设置完autocommit后，我们就可以执行我们的正常业务了。具体如下：

//0.开始事务

begin;/begin work;/start transaction; (三者选一就可以)

//1.查询出商品信息

select status from t_goods where id=1 for update;

//2.根据商品信息生成订单

insert into t_orders (id,goods_id) values (null,1);

//3.修改商品status为2

update t_goods set status=2;

//4.提交事务

commit;/commit work;


注：上面的begin/commit为事务的开始和结束，因为在前一步我们关闭了mysql的autocommit，所以需要手动控制事务的提交，在这里就不细表了。


上面的第一步我们执行了一次查询操作：select status from t_goods where id=1 for update;

与普通查询不一样的是，我们使用了select…for update的方式，这样就通过数据库实现了悲观锁。此时在t_goods表中，id为1的 那条数据就被我们锁定了，其它的事务必须等本次事务提交之后才能执行。这样我们可以保证当前的数据不会被其它事务修改。


注：需要注意的是，在事务中，只有SELECT ... FOR UPDATE 或LOCK IN SHARE MODE 同一笔数据时会等待其它事务结束后才执行，一般SELECT ... 则不受此影响。拿 上面的实例来说，当我执行select status from t_goods where id=1 for  update;后。我在另外的事务中如果再次执行select status from t_goods where id=1 for  update;则第二个事务会一直等待第一个事务的提交，此时第二个查询处于阻塞的状态，但是如果我是在第二个事务中执行select status  from t_goods where id=1;则能正常查询出数据，不会受第一个事务的影响。


补充：MySQL select…for update的Row Lock与Table Lock

上面我们提到，使用select…for update会把数据给锁住，不过我们需要注意一些锁的级别，MySQL  InnoDB默认Row-Level Lock，所以只有「明确」地指定主键，MySQL 才会执行Row lock (只锁住被选取的数据)  ，否则MySQL 将会执行Table Lock (将整个数据表单给锁住)。


举例说明：

数据库表t_goods，包括id,status,name三个字段，id为主键，数据库中记录如下;

Sql代码

mysql> select * from t_goods;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

|  2 |      1 | 装备 |  

+----+--------+------+  

2 rows in set  


mysql>  

注：为了测试数据库锁，我使用两个console来模拟不同的事务操作，分别用console1、console2来表示。 


例1: (明确指定主键，并且有此数据，row lock)

console1：查询出结果，但是把该条数据锁定了

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id=1 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  


mysql>  

console2：查询被阻塞

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id=1 for update;  

console2：如果console1长时间未提交，则会报错

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id=1 for update;  

ERROR 1205 : Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction  


例2: (明确指定主键，若查无此数据，无lock)

console1：查询结果为空

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id=3 for update;  

Empty set  

console2：查询结果为空，查询无阻塞，说明console1没有对数据执行锁定

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id=3 for update;  

Empty set  


例3: (无主键，table lock)

console1：查询name=道具 的数据，查询正常

Sql代码

mysql> select * from t_goods where name='道具' for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  

mysql>  

console2：查询name=装备 的数据，查询阻塞，说明console1把表给锁住了

Sql代码

mysql> select * from t_goods where name='装备' for update;  

console2：若console1长时间未提交，则查询返回为空

Sql代码

mysql> select * from t_goods where name='装备' for update;  

Query OK, -1 rows affected  


例4: (主键不明确，table lock)

console1：查询正常

Sql代码

mysql> begin;  

Query OK, 0 rows affected  


mysql> select * from t_goods where id>0 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

|  2 |      1 | 装备 |  

+----+--------+------+  

2 rows in set  


mysql>  

console2：查询被阻塞，说明console1把表给锁住了

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id>1 for update;  


例5: (主键不明确，table lock)

console1：

Sql代码

mysql> begin;  

Query OK, 0 rows affected  


mysql> select * from t_goods where id<>1 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  2 |      1 | 装备 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  


mysql>  

console2：查询被阻塞，说明console1把表给锁住了

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id<>2 for update;  

console1：提交事务

Sql代码

mysql> commit;  

Query OK, 0 rows affected  

console2：console1事务提交后，console2查询结果正常

Sql代码

mysql> select * from t_goods where id<>2 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  


mysql>  


以上就是关于数据库主键对MySQL锁级别的影响实例，需要注意的是，除了主键外，使用索引也会影响数据库的锁定级别


举例：

我们修改t_goods表，给status字段创建一个索引

修改id为2的数据的status为2，此时表中数据为：

Sql代码

mysql> select * from t_goods;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

|  2 |      2 | 装备 |  

+----+--------+------+  

2 rows in set  


mysql>  


例6: (明确指定索引，并且有此数据，row lock)

console1：

Sql代码

mysql> select * from t_goods where status=1 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  1 |      1 | 道具 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  


mysql>  

console2：查询status=1的数据时阻塞，超时后返回为空，说明数据被console1锁定了

Sql代码

mysql> select * from t_goods where status=1 for update;  

Query OK, -1 rows affected  

console2：查询status=2的数据，能正常查询，说明console1只锁住了行，未锁表

Sql代码

mysql> select * from t_goods where status=2 for update;  

+----+--------+------+  

| id | status | name |  

+----+--------+------+  

|  2 |      2 | 装备 |  

+----+--------+------+  

1 row in set  


mysql>  


例7: (明确指定索引，若查无此数据，无lock)

console1：查询status=3的数据，返回空数据

Sql代码

mysql> select * from t_goods where status=3 for update;  

Empty set  

console2：查询status=3的数据，返回空数据

Sql代码

mysql> select * from t_goods where status=3 for update;  

Empty set  

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