基于mysql分布式悲观锁原理

MySQL分布式悲观锁原理:

条件

FOR UPDATE 仅适用于InnoDB存储引擎,且必须在事务区块(BEGIN/COMMIT)中才能生效。

mysql默认情况下每个sql都是单独的一个事务,并且是自动提交事务。

测试之前需要设置成非自动提交事务,不然无法模拟并发访问:

mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            1 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

此修改只针对当前窗口有效,重新打开的新窗口依然是自动提交事务的
所以要就需要两个窗口,窗口a:非自动提交事务,用于for update操作;
窗口b:用于普通update操作。

测试

我们有一数据库 test1,有一张表testa ,有自增主键ID,name,id_card

表中有两条数据

mysql> select * from testa;
+----+-------+--------------------+
| id | name  | id_card            |
+----+-------+--------------------+
|  1 | wangb | 322343256564545754 |
|  2 | shuna | 320990348823998792 |
+----+-------+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> desc testa;
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field   | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id      | int(11)     | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name    | varchar(10) | NO   |     | NULL    |                |
| id_card | varchar(18) | YES  | UNI | NULL    |                |
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
3 rows in set (0.00 sec)

1.只明确主键

  • 有数据

在a窗口进行开启事务,对id为1的数据进行 for update,此时并没有commit;

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id = 1 for update;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

在b窗口对id=1的数据进行update name操作,发现失败:等待锁释放超时

mysql> update testa set name = "wangwang" where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

再对id=2的数据进行update name操作,发现成功

mysql> update testa set name = "shunshun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit;之后,b窗口update操作都显示正常

  • 无数据

a窗口 select for update 无数据

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id = 3
    -> ;
Empty set (0.00 sec)
mysql>

b窗口,对两条数据update操作都是成功

mysql> update testa set name = "wanga" where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
mysql> update testa set name = "shun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

得出结论

明确主键并且有数据的情况下:mysql -> row lock;

明确主键无数据的情况下:mysql -> no lock;

2.明确主键和一个普通字段

  • 有数据

将数据还原之后,

在a窗口进行开启事务,对id=1,name=’wang’的数据进行 for update,此时并没有commit;

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id=1 and name = 'wang' for update
    -> ;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.03 sec)
mysql>

b窗口,对进行for update的那条数据的update操作无效(等待锁释放超时),其他的行的update操作正常

mysql> update testa set name = "wanga" where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set name = "shunshun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit;之后,b窗口update操作都显示成功

  • 无数据

同第一种情况的无数据测试
得出结论

明确主键和一个普通字段有数据的情况下:mysql -> row lock;

明确主键和一个普通字段无数据的情况下:mysql -> no lock;

3.明确一个普通字段

  • 有数据
    将数据还原之后,

在a窗口进行开启事务,对name=’wang’的数据进行 for update,此时并没有commit;

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where name = 'wang' for update;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

b窗口,对进行for update的那条数据的update操作失败(等待锁释放超时),其他的行的update操作也显示失败(等待锁释放超时)

mysql> update testa set id_card = '222' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set id_card = '333' where id = 2;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

a窗口commit;之后,b窗口update操作都显示成功

  • 无数据

同第一种情况的无数据测试
得出结论

只明确一个普通字段有数据的情况下:mysql -> table lock;

只明确一个普通字段无数据的情况下:mysql -> no lock;

4.明确一个unique字段

  • 有数据

将数据还原之后,

在a窗口进行开启事务,对id_card=’111’的数据进行 for update,此时并没有commit;

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id_card='111' for update;
+----+------+---------+
| id | name | id_card |
+----+------+---------+
|  1 | wang | 111     |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

b窗口,对进行for update的那条数据的update操作失败(等待锁释放超时),其他的行的update操作显示正常!!

mysql> update testa set id_card = '222' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set id_card = '333' where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
  • 无数据

同第一种情况的无数据测试
得出结论

只明确一个unique字段有数据的情况下:mysql -> row lock;

只明确一个unique字段无数据的情况下:mysql -> no lock;

思考

为什么对主键和unique字段进行for update操作的时候,mysql进行的是row lock;而对普通字段for update操作的时候进行的是table lock,是根据什么判断呢?

primary key和unique的共同特点是mysql会自动为其创建索引,他们都有索引,那把name字段创建索引,是不是就进行row lock呢?
查看表中的索引:

mysql> show keys from testa\G;
*************************** 1. row ***************************
        Table: testa
   Non_unique: 0
     Key_name: PRIMARY
 Seq_in_index: 1
  Column_name: id
    Collation: A
  Cardinality: 2
     Sub_part: NULL
       Packed: NULL
         Null:
   Index_type: BTREE
      Comment:
Index_comment:
*************************** 2. row ***************************
        Table: testa
   Non_unique: 0
     Key_name: id_card
 Seq_in_index: 1
  Column_name: id_card
    Collation: A
  Cardinality: 2
     Sub_part: NULL
       Packed: NULL
         Null: YES
   Index_type: BTREE
      Comment:
Index_comment:
2 rows in set (0.00 sec)
ERROR:
No query specified

发现testa表中的索引只包含了id,id_card
添加name字段的索引

mysql> alter table testa add index index_name (name);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

查看建表语句:

mysql> show create table testa \G;
*************************** 1. row ***************************
       Table: testa
Create Table: CREATE TABLE `testa` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) NOT NULL,
  `id_card` varchar(18) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `id_card` (`id_card`),
  KEY `index_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
ERROR:
No query specified

发现name字段已经创建了普通索引index_name
在a窗口,对name字段再进行一次for update测试,不commit

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where name = 'wang' for update;
+----+------+---------+
| id | name | id_card |
+----+------+---------+
|  1 | wang | 222     |
+----+------+---------+
1 row in set (0.01 sec)
mysql>

在b窗口 对进行for update的数据进行update操作失败(锁释放等待超时)

mysql> update testa set id_card = '111' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

在b窗口 对其他行数据进行update操作,成功!!!

mysql> update testa set id_card = '4353' where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit之后,在b敞口操作正常

总结

select … for update; 操作

未获取到数据的时候,mysql不进行锁 (no lock)
获取到数据的时候,进行对约束字段进行判断,存在有索引的字段则进行row lock
否则进行 table lock

注意
当使用 ‘<>’,‘like’等关键字时,进行for update操作时,mysql进行的是table lock

网上其他博客说是因为主键不明确造成的,其实并非如此;

mysql进行row lock还是table lock只取决于是否能使用索引,而 使用’<>’,’like’等操作时,索引会失效,自然进行的是table lock;
什么情况索引会失效:
1.负向条件查询不能使用索引

负向条件有:!=、<>、not in、not exists、not like 等。
2.索引列不允许为null

单列索引不存null值,复合索引不存全为null的值,如果列允许为 null,可能会得到不符合预期的结果集。
3.避免使用or来连接条件

应该尽量避免在 where 子句中使用 or 来连接条件,因为这会导致索引失效而进行全表扫描,虽然新版的MySQL能够命中索引,但查询优化耗费的 CPU比in多。
4.模糊查询

前导模糊查询不能使用索引,非前导查询可以。
以上情况索引都会失效,所以进行for update的时候,会进行table lock
参考:juejin.im/post/5b14e0fd6fb9a01e8c5...

再思考

为什么存在索引,mysql进行row lock,不存在索引,mysql进行table lock?

这是存储引擎InnoDB特性决定的:

InnoDB这种行锁实现特点意味者:只有通过索引条件检索数据,InnoDB才会使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

再总结

在上述例子中 ,我们使用给name字段加索引的方法,使表锁降级为行锁,不幸的是这种方法只针对 属性值重复率低 的情况。当属性值重复率很高的时候,索引就变得低效,MySQL 也具有自动优化 SQL 的功能。低效的索引将被忽略。就会使用表锁了。
注· 文章来源:慕课网《go开发工程师》体系课

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