数据库锁的基本原理

为什么要锁

数据库通常有大量的用户在同时操作，所以并发的情况下需要控制对临界资源的操作，数据库通过锁来控制对临界资源的访问，从而保证数据的一致性。例如对于同一个账户，操作之前账户余额为 1000，同时开始 2 个事务，一个事务取款 100，一个事务往账户中汇入 100，那么 2 个事务结束后，账户的余额必须还是 1000，否则要么银行不干，要么个人不干。

锁类型

共享锁(读锁)

读锁是共享的，互相不阻塞，也就是可以多个客户同时读取同一资源，而不互相干扰。

加锁条件：当执行 select 时，数据库为这个事务分配一把共享锁，来锁定被查询的数据。

解锁条件：默认情况下，数据被读取之后，数据库立即解锁。例如 select * from table 中，先锁定第一行，读取后，立即解锁第一行，然后再锁定第二行，这样大大降低锁争用程度。在 repeatable read 和 serializable 这两种事务隔离级别下，共享锁是在事务结束时释放的，serializable 对表加锁。

排它锁(独占锁)(写锁)

写锁是排他的，一个写锁会阻塞其他的读锁和写锁，只有这样才能保证同一时刻，只有一个用户能够写入，并阻止其他用户读取正在写入的同一资源。如果要锁定的数据资源，已经放置了其他的锁，则不能再放置排它锁。
加锁条件：当执行 insert update 和 delete 语句时，数据库会对操纵的资源使用排它锁。
解锁条件：事务结束时解锁。

锁原理

锁的基本原理如下：

1.当第一个事务访问数据库资源时，如果执行 select 语句，则必须先获得共享锁，如果执行 insert update 和 delete 时，必须获得排它锁 2.当第二个事务也要访问相同的资源时，如果执行 select 语句，也必须先获得共享锁，如果执行 insert update 或者 delete，也必须获得共享锁。根据已经放置在资源上的锁类型，来决定第二个事务是应该等待第一个事务释放锁，还是立即获得锁。

资源上的锁	第二个事务进行读	第二个事务进行写
无	立即获得共享锁	立即获得排他锁
共享锁	立即获得共享锁	等待第一个事务释放锁
排他锁	等待第一个事务释放锁	等待第一个事务释放锁

锁粒度

常见的锁有表锁、 行锁、 页锁、外键锁等。

锁有一定的消耗，主要有：获得锁，检查锁是否已经解除，释放锁等，这些操作都会增加系统的开销。
表锁开销比较小，但是并发性能也较差，行锁并发性能高，但是需要更多锁，数据库系统一般都支持锁的自动升级，例如一个事务中的锁过多的时候，可能会将行锁升级到表锁。

mysql 的各个存储引擎根据不同的应用场景采用不同的锁机制，MyISAM 存储引擎采用表锁，InnoDB 使用行锁。如果执行 alert table 之类的操作，服务器也会采用表锁，而忽略存储引擎的锁机制。
页锁，某些数据库支持页锁，页锁粒度介于行锁和表锁之间，用于锁定存放数据的页，1 页通常含有 n 个数据行。

外键锁：外键会产生高级别的锁，后面介绍死锁的时候会提到。

乐观锁和悲观锁

悲观锁：假设如果不加锁就一定会出现问题。
乐观锁：先假定不会出现并发问题，出现问题后再采取相应的措施。
悲观锁通过select * from tbl for update实现。
乐观锁可以在表中加一个 version 字段，每次更新的时候都+1，这样如果出现并发，第二次更新的时候 version 的值已经不再匹配，可以在这时采取相应的措施。

死锁

死锁是如何产生的

同 java 的死锁一样，都是互相等待对方释放锁，造成了相互阻塞，造成的死锁。
请看下面的表格：

如何避免死锁

1.修改操作表的顺序
从上面的示例中可以看出，如果调整一下操作表的顺序就可以避免死锁。 2.外键
如果向子表写记录，那么外键约束会检查父表的记录，并锁住父表的记录，来保证这条记录不会在这个事务完成之时就被删除了。
产生高级别的锁，会阻止其他事务操作或者其他 DML 操作，如果是因为外键产生的死锁，可以去掉外键约束，由应用来保证数据的完整性，通常生产环境都不建议加外键约束。 3.短事务
缩短事务的执行时间，可以减少锁的持有时间，可以降低死锁的风险。

锁可能出现的问题

上锁是有开销的，即使不是给数据行而是给数据页上锁，也是有一定的时间的，如果第一个事务 update 一张大表，这时候第二个事务 update 这张大表比较靠后的位置的数据，这时候就可能会出现，第一个事务还没来得及给相应的数据上锁，第二个事务已经上了锁，所以出现第一个事务要等待第二个事务提交后释放锁，才能继续执行的情况。