MySQL實現(xiàn)分布式鎖
基于MySQL分布式鎖實現(xiàn)原理及代碼
工欲善其事必先利其器,在基于MySQL實現(xiàn)分布式鎖之前,我們要先了解一點MySQL鎖自身的相關內(nèi)容
MySQL鎖
我們知道:鎖是計算機協(xié)調(diào)多個進程或者線程并發(fā)訪問同一資源的機制,而在數(shù)據(jù)庫中,除了傳統(tǒng)的機器資源的爭用之外,存儲下來的數(shù)據(jù)也屬于供用戶共享的資源,所以如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)的一致性,有效性是每個數(shù)據(jù)庫必須解決的問題。
除此之外,鎖沖突也是影響數(shù)據(jù)庫并發(fā)性能的主要因素,所以鎖對于數(shù)據(jù)庫而言就顯得非常重要,也非常復雜。
而存儲引擎是MySQL中非常重要的底層組件,主要用來處理不同類型的SQL操作,其中包括創(chuàng)建,讀取,刪除和修改操作。在MySQL中提供了不同類型的存儲引擎,根據(jù)其不同的特性提供了不同的存儲機制,索引和鎖功能。
根據(jù)show engines;
能夠列出MySQL下支持的存儲引擎
如果沒有特殊指定,那么在MySQL8.0
中會設置InnoDB
為默認的存儲引擎
在實際工作中,根據(jù)需求選擇最多的兩種存儲引擎分別為:
- InnoDB
- MyISAM
所以我們主要針對這兩種類型來介紹MySQL的鎖
InnoDB
InnoDB
支持多粒度鎖定,可以支持行鎖,也可以支持表鎖。如果沒有升級鎖粒度,那么默認情況下是以行鎖來設計的。
關于行鎖和表鎖的介紹:
- 行鎖對指定數(shù)據(jù)進行加鎖,鎖定粒度最小,開銷大,加鎖慢,容易出現(xiàn)死鎖問題,出現(xiàn)鎖沖突的概率最小,并發(fā)性最高
- 表鎖對整個表進行加鎖,鎖定粒度大,開銷小,加鎖快,不會出現(xiàn)死鎖,出現(xiàn)鎖沖突的概率最大,并發(fā)性最低
這里沒法說明那種鎖最好,只有合適不合適
在行級鎖中,可以分為兩種類型
- 共享鎖
- 排他鎖
共享鎖
共享鎖又稱為讀鎖,允許其他事務讀取被鎖定的對象,也可以在其上獲取其他共享鎖,但不能寫入。
舉個例子:
- 事務T在數(shù)據(jù)A擁有共享鎖,那么當前事務T對數(shù)據(jù)A可以讀,但是不能修改。而且事務T2同樣可以對數(shù)據(jù)A擁有共享鎖,這樣相當于在數(shù)據(jù)A上分別存在不同事務的共享鎖
- 數(shù)據(jù)A擁有了事務T的共享鎖,那么就不能再擁有其他事務的排他鎖
下面是關于共享鎖的具體實現(xiàn),關鍵代碼:select .. from table lock in share mode
-- 創(chuàng)建實例表 create table tb_lock( id bigint primary key auto_increment, t_name varchar(20) ) engine=InnoDB;
開啟兩個窗口來測試:
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’ lock in share mode; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’ lock in share mode; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘lsp’ lock in share mode; | |
update tb_lock set t_name = ‘lzs’ where t_name = ‘zs’; | |
update tb_lock set t_name = ‘lsp111’ where t_name = ‘lsp’; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’; | |
commit; |
自動提交全部關閉,可以通過
select @@autocommit;
來查看
通過以上實驗,我們總結:
- 共享鎖基于行鎖處理,不同事務可以在同一條數(shù)據(jù)上獲取共享鎖
- 如果多個事務在同一條數(shù)據(jù)上獲取共享鎖,當想要修改該條數(shù)據(jù)的時候,會出現(xiàn)阻塞狀態(tài)。直到其他事務將鎖釋放,該能夠繼續(xù)修改
修改,刪除,插入會默認對涉及到的數(shù)據(jù)加上排他鎖
- 單純的
select
操作不會有任何影響,select
不會加任何鎖 - 執(zhí)行
commit;
自動釋放鎖
排它鎖
又叫寫鎖。只允許獲取鎖的事務對數(shù)據(jù)進行操作【更新,刪除】,其他事務對相同數(shù)據(jù)集只能進行讀取,不能有跟新或者刪除操作。而且也不能在相同數(shù)據(jù)集獲取到共享鎖。
沒錯,就是這么霸道
在MySQL中,想要基于排它鎖實現(xiàn)行級鎖,就需要對表中索引列加鎖,否則的話,排它鎖就屬于表級鎖
下面一一來展示,關鍵代碼:select .. from XX for update
首先是有索引列狀態(tài)
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock; | select * from tb_lock; |
select * from tb_lock where id = 1 for update; | |
select * from tb_lock where id = 1 for update; | |
select * from tb_lock where id = 2 for update; | |
commit; |
通過以上實驗,得到結論:
- 對索引列進行加鎖的鎖定級別為行級鎖,如上所示,當其他事務想要對相同的數(shù)據(jù)再次加鎖的時候,就會進行到阻塞狀態(tài)。并且如果等待時間過長,會出現(xiàn)如下異常:
Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
- 對不同行數(shù)據(jù)再次加排它鎖,是沒有任何問題的。
- 對已經(jīng)上鎖的相同數(shù)據(jù)做修改和刪除操作不需要多說,因為InnoDB默認會對其加入排它鎖
下面是無索引列狀態(tài)
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock; | select * from tb_lock; |
select * from tb_lock where t_name = ‘ls’ for update; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘ls’ for update; | |
commit |
通過以上實驗,得到結論:
- 對非索引列其中一條數(shù)據(jù)加入了排它鎖后,在其他事務中對不同數(shù)據(jù)再次加入排它鎖,進入了阻塞狀態(tài)
- 說明當加鎖列屬于非索引時,InnoDB會對整個表進行上鎖,進入到表級鎖
接下來我們來看看MyISAM的方式
MyISAM
MyISAM屬于表級鎖,被用來防止任何其他事務訪問表的鎖。
其中表鎖又分為兩種形式
- 表共享讀鎖: READ
- 表獨占寫鎖: WRITE
這里我們要注意:表級鎖只能防止其他會話進行不適當?shù)淖x取或寫入。
- 持有
WRITE
鎖的會話可以執(zhí)行表級操作,比如DELETE
或者TRUNCATE
- 持有會話
READ
鎖,不能夠執(zhí)行DELETE
或者TRUNCATE
操作
表共享讀鎖
不管是READ
還是WRITE
,都是通過lock table
來獲取表鎖的,而READ
鎖擁有如下特性:
- 持有鎖的會話可以讀取表,但是不能進行寫入操作
- 多個會話可以同時獲取
READ
表的鎖,而其他會話可以在不顯式獲取READ
鎖的情況下讀取該表:也就是說直接通過select
來操作
那么,接下來我們來看實際操作,關鍵代碼:lock tables table_name read
create table tb_lock_isam( id bigint primary key auto_increment, t_name varchar(20) ) engine=MyISAM;
開啟兩個窗口來進行操作:
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
LOCK TABLES tb_lock_isam READ; | |
select * from tb_lock_isam; | |
select * from tb_lock; | |
select * from tb_lock_isam; | |
LOCK TABLES tb_lock_isam READ; | |
select * from tb_lock_isam; | |
select * from tb_lock; | |
unlock tables; | insert into tb_lock_isam(t_name) values(‘ll’); |
通過以上實戰(zhàn),驗證以下結論:
- 在當前事務下,獲取到讀鎖,直接查詢鎖定表是沒有問題的,但是如果想要讀取其他表下的數(shù)據(jù),那么就會出現(xiàn)以下異常:因為其他表并沒有LOCK在其中
Table 'tb_lock' was not locked with LOCK TABLES
- 事務A獲取到讀鎖之后,在其他事務中是可以正常讀取的,并且也可以再次獲取讀鎖。
- 在讀鎖中如果想要進行插入操作是不會成功的,出現(xiàn)以下異常:
Table 'tb_lock_isam' was locked with a READ lock and can't be updated
- 當前表獲取到讀鎖之后,在當前表沒有釋放讀鎖之前,再獲取寫鎖會一直進入到阻塞狀態(tài)。
- 可以通過非加鎖方式來讀取數(shù)據(jù),但是要注意:一定是在不同的事務下
表獨占寫鎖
WRITE鎖
的特性和排它鎖
的特性非常相似,都特別霸道:
- 持有鎖的會話可以讀寫表
- 只有持有鎖的會話才能訪問該表。在釋放鎖之前,沒有其他會話可以訪問它
- 其他會話對表的鎖請求在
WRITE
持有鎖時被阻塞
還是通過具體實戰(zhàn)來進行演示效果,關鍵代碼:lock tables table_name write
session1 | session2 |
---|---|
select * from tb_lock_isam; | select * from tb_lock_isam; |
lock table tb_lock_isam write; | |
select * from tb_lock_isam; | |
insert into tb_lock_isam(t_name) values(‘66’); | |
select * from tb_lock_isam; | |
unlock tables; |
通過以上實戰(zhàn),驗證以下結論:
- 當事務獲取到當前表的
WRITE鎖
的時候,在當前事務下可以對獲取鎖的表進行任何操作,其他事務無法對表進行任意操作。 - 在不同事務下不會對其他表的操作有影響
- 在當前事務獲取到
WRITE鎖
之后,只能在當前事務下操作獲取鎖的表,無法操作其他表,否則會出現(xiàn)以下異常
Table 'tb_index' was not locked with LOCK TABLES'
【注意】
MyISAM
在執(zhí)行查詢語句之前,會自動給涉及的所有表加讀鎖,在執(zhí)行更新操作前,會自動給涉及的表加寫鎖,這個過程并不需要用戶干預,因此用戶一般不需要使用命令來顯式加鎖
分布式鎖實現(xiàn)
既然已經(jīng)了解到了MySQL鎖相關內(nèi)容,那么我們就來看看如何實現(xiàn),首先我們需要創(chuàng)建一張數(shù)據(jù)表
當然,只需要初始化創(chuàng)建一次
create table if not exists fud_distribute_lock( id bigint unsigned primary key auto_increment, biz varchar(50) comment '業(yè)務Key' unique(biz) ) engine=innodb;
在其中,biz
是為了區(qū)分不同的業(yè)務,也可以理解為資源隔離,并且對biz
設置唯一索引,也能夠防止其鎖級別變?yōu)楸砑夋i
既然for udpate
就是加鎖成功,事務提交就自動釋放鎖,那么這個事情就非常好辦了:
// 省略了構造方法,需要傳入DataSource和biz ? private static final String SELECT_SQL = "SELECT * FROM fud_distribute_lock WHERE `biz` = ? for update"; private static final String INSERT_SQL = "INSERT INTO fud_distribute_lock(`biz`) values(?)"; ? // 從構造方法中傳入 private final DataSource source; private Connection connection; ? public void lock() { PreparedStatement psmt = null; ResultSet rs = null; ? try { // while(true); for (; ; ) { connection = this.source.getConnection(); // 關閉自動提交事務 connection.setAutoCommit(false); psmt = connection.prepareStatement(SELECT_SQL); psmt.setString(1, biz); rs = psmt.executeQuery(); if (rs.next()) { return; } connection.commit(); close(connection, psmt, rs); // 如果沒有相關查詢,需要插入 Connection updConnection = this.source.getConnection(); PreparedStatement insertStatement = null; try { insertStatement = updConnection.prepareStatement(INSERT_SQL); insertStatement.setString(1, biz); if (insertStatement.executeUpdate() == 1) { LOGGER.info("創(chuàng)建鎖記錄成功"); } } catch (Exception e) { LOGGER.error("創(chuàng)建鎖記錄異常:{}", e.getMessage()); } finally { close(insertStatement, updConnection); } } } catch (Exception e) { LOGGER.error("lock異常信息:{}", e.getMessage()); throw new BusException(e); } finally { close(psmt, rs); } } ? public void unlock() { try { // 事務提交之后自動解鎖 connection.commit(); close(connection); } catch (Exception e) { LOGGER.error("unlock異常信息:{}", e.getMessage()); throw new BusException(e); } } ? public void close(AutoCloseable... closeables) { Arrays.stream(closeables).forEach(closeable -> { if (null != closeable) { try { closeable.close(); } catch (Exception e) { LOGGER.error("close關閉異常:{}", e.getMessage()); } } }); }
難點:為什么需要for(;
如果一個請求是第一次進來的,比如biz=order
,在這個表中是不會存儲order
這條記錄,那么select ...for update
就不會生效,所以就需要先將order
插入到表記錄中,也就是執(zhí)行insert
操作。
insert
執(zhí)行成功之后,記錄select...for update
,這樣獲取鎖才能生效
總結
基于MySQL的分布式鎖在實際開發(fā)過程中很少使用,但是我們還是要有一個思路在。那么本節(jié)針對MySQL的分布式鎖實現(xiàn)到這里就結束了,掌握了MySQL的基礎鎖,那么就會非常簡單了。
到此這篇關于MySQL實現(xiàn)分布式鎖的文章就介紹到這了,更多相關MySQL分布式鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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