基礎(chǔ)2 事務(wù)與鎖

最初,接觸到事務(wù)中的鎖概念是從數(shù)據(jù)庫原理開始的。其中,鎖相關(guān)的類型概念也比較多,如共享鎖,排他鎖,意向鎖,悲觀鎖,樂觀鎖等等。

一 數(shù)據(jù)庫事務(wù)的概念和特性:

1 數(shù)據(jù)庫事務(wù)(Database Transaction) ,是指作為單個邏輯工作單元執(zhí)行的一系列操作,要么完全地執(zhí)行,要么完全地不執(zhí)行。

2 事務(wù)應(yīng)該具有4個屬性:原子性、一致性、隔離性、持久性。這四個屬性通常稱為ACID特性。

原子性(Atomicity):事務(wù)作為一個整體被執(zhí)行,包含在其中的對數(shù)據(jù)庫的操作要么全部被執(zhí)行,要么都不執(zhí)行。
一致性(Consistency):事務(wù)應(yīng)確保數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)從一個一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€一致狀態(tài)。一致狀態(tài)的含義是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足完整性約束。
隔離性(Isolation):多個事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時,一個事務(wù)的執(zhí)行不應(yīng)影響其他事務(wù)的執(zhí)行。
持久性(Durability):一個事務(wù)一旦提交,他對數(shù)據(jù)庫的修改應(yīng)該永久保存在數(shù)據(jù)庫中。

二 四大問題

1、臟讀
某個事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)是另一個事務(wù)正在處理的數(shù)據(jù)。而另一個事務(wù)可能會回滾,造成第一個事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)是錯誤的。
2、不可重復(fù)讀
在一個事務(wù)里兩次讀入數(shù)據(jù),但另一個事務(wù)已經(jīng)更改了第一個事務(wù)涉及到的數(shù)據(jù),造成第一個事務(wù)讀入舊數(shù)據(jù)。
3、幻讀
幻讀是指當事務(wù)不是獨立執(zhí)行時發(fā)生的一種現(xiàn)象。例如第一個事務(wù)對一個表中的數(shù)據(jù)進行了修改,這種修改涉及到表中的全部數(shù)據(jù)行。同時,第二個事務(wù)也修改這個表中的數(shù)據(jù),這種修改是向表中插入一行新數(shù)據(jù)。那么,以后就會發(fā)生操作第一個事務(wù)的用戶發(fā)現(xiàn)表中還有沒有修改的數(shù)據(jù)行,就好象發(fā)生了幻覺一樣。
4、更新丟失
多個事務(wù)同時讀取某一數(shù)據(jù),一個事務(wù)成功處理好了數(shù)據(jù),被另一個事務(wù)寫回原值,造成第一個事務(wù)更新丟失。


三 鎖

1 排他鎖
獨占鎖也叫排他鎖,適用于修改數(shù)據(jù)的場合。它所鎖定的資源,其他事務(wù)不能讀取也不能修改。
2 共享鎖
共享鎖用于讀取數(shù)據(jù)操作,它是非獨占的,允許其他事務(wù)同時讀取其鎖定的資源,但不允許其他事務(wù)更新它。
3 意向鎖
意向鎖的含義是如果對一個結(jié)點加意向鎖,則說明該結(jié)點的下層結(jié)點正在被加鎖;對任一結(jié)點加鎖時,必須先對它的上層結(jié)點加意向鎖。
由兩種基本的鎖類型(S鎖、X 鎖),可以自然地派生出兩種意向鎖:
意向共享鎖(Intent Share Lock,簡稱 IS 鎖):如果要對一個數(shù)據(jù)庫對象加S鎖,首先要對其上級結(jié)點加IS 鎖,表示它的后裔結(jié)點擬(意向)加 S鎖;
意向排它鎖(Intent Exclusive Lock,簡稱 IX 鎖):如果要對一個數(shù)據(jù)庫對象加X 鎖,首先要對其上級結(jié)點加 IX鎖,表示它的后裔結(jié)點擬(意向)加X 鎖。

引申出一種鎖類型:
共享意向排它鎖(Shared Intent Exclusive Lock,簡稱 SIX 鎖) :如果對一個數(shù)據(jù)庫對象加 SIX 鎖,表示對它加 S 鎖,再加 IX 鎖,即 SIX=S+IX。例如:事務(wù)對某個表加 SIX 鎖,則表示該事務(wù)要讀整個表(所以要對該表加S 鎖),同時會更新個別行(所以要對該表加 IX鎖)。

4 悲觀鎖
悲觀鎖(Pessimistic Lock),每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人會修改,所以每次在拿數(shù)據(jù)的時候都會上鎖,這樣別人想拿這個數(shù)據(jù)就會block直到它拿到鎖。傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里邊就用到了很多這種鎖機制,比如行鎖,表鎖等,讀鎖,寫鎖等,都是在做操作之前先上鎖。

5 樂觀鎖
樂觀鎖(Optimistic Lock),每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人不會修改,所以不會上鎖,但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數(shù)據(jù),可以使用版本號等機制。樂觀鎖適用于多讀的應(yīng)用類型,這樣可以提高吞吐量,像數(shù)據(jù)庫如果提供類似于write_condition機制的其實都是提供的樂觀鎖。

注:
悲觀鎖:利用數(shù)據(jù)庫本身的鎖機制實現(xiàn)。通過上面對數(shù)據(jù)庫鎖的了解,可以根據(jù)具體業(yè)務(wù)情況綜合使用事務(wù)隔離級別與合理的手工指定鎖的方式比如降低鎖的粒度等減少并發(fā)等待。
樂觀鎖:利用程序處理并發(fā)。原理都比較好理解,基本一看即懂。方式大概有以下3種
對記錄加版本號.
對記錄加時間戳.
對將要更新的數(shù)據(jù)進行提前讀取、事后對比。

參考:http://blog.csdn.net/zztfj/article/details/7879613

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