Wie versteht man die Sperr- und Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL?

Wie versteht man die Sperr- und Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL?

MySQL ist ein häufig verwendetes relationales Datenbankverwaltungssystem. Es unterstützt den gleichzeitigen Zugriff und Betrieb von Daten und bietet außerdem einige Sperr- und Parallelitätskontrolltechnologien, um Datenkonsistenz und Parallelität sicherzustellen. In diesem Artikel wird die Sperr- und Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL ausführlich vorgestellt und Codebeispiele verwendet, um das Verständnis zu vertiefen.

1. Gleichzeitiger Zugriff auf MySQL

Bevor wir die Sperr- und Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL verstehen, wollen wir zunächst verstehen, wie MySQL den gleichzeitigen Zugriff unterstützt. MySQL verarbeitet gleichzeitige Betriebsanforderungen über mehrere Threads, einschließlich des Hauptthreads, des Abfragethreads und des Aktualisierungsthreads.

Der Hauptthread ist dafür verantwortlich, Anfragen von Kunden zu empfangen, zu verarbeiten und zur Verarbeitung an die entsprechenden Threads weiterzuleiten. Der Abfragethread ist für die Verarbeitung von Abfragevorgängen und die Rückgabe von Abfrageergebnissen an den Client verantwortlich. Der Update-Thread ist für die Verarbeitung von Vorgängen wie Einfügungen, Aktualisierungen und Löschungen und deren Wiedergabe in der Speicher-Engine verantwortlich.

2. Der Sperrmechanismus von MySQL

Der Sperrmechanismus von MySQL ist ein wichtiges Mittel, um Datenkonsistenz und Parallelität sicherzustellen. Entsprechend der Granularität der Sperre können MySQL-Sperren in Sperren auf Tabellenebene und Sperren auf Zeilenebene unterteilt werden.

1. Sperre auf Tabellenebene

Die Sperre auf Tabellenebene sperrt die gesamte Tabelle, wodurch andere Transaktionen daran gehindert werden können, in die Tabelle zu lesen und zu schreiben. Sperren auf Tabellenebene sind in zwei Modi unterteilt: gemeinsame Sperren (auch Lesesperren genannt) und exklusive Sperren (auch Schreibsperren genannt).

Gemeinsame Sperren (S-Sperren) können von mehreren Transaktionen gleichzeitig erworben werden, um den gleichzeitigen Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen sicherzustellen. Mehrere Transaktionen können gleichzeitig mehrere gemeinsame Sperren halten, aber wenn eine Transaktion eine gemeinsame Sperre hält, können andere Transaktionen keine exklusive Sperre erhalten.

Exklusive Sperre (X-Sperre) ist eine Sperre, die beim Schreiben in eine Tabelle erworben wird. Sie erlaubt nur eine Transaktion, sie exklusiv zu erwerben und wird verwendet, um die Datenkonsistenz sicherzustellen. Wenn eine Transaktion eine exklusive Sperre hält, können andere Transaktionen keine gemeinsame Sperre oder exklusive Sperre erhalten.

2. Sperre auf Zeilenebene

Sperre auf Zeilenebene sperrt eine Zeile in der Tabelle, wodurch andere Transaktionen daran gehindert werden können, die Zeile zu lesen und zu schreiben. Sperren auf Zeilenebene können die Sperrgranularität verfeinern und die Parallelitätsleistung verbessern. Die Sperren auf Zeilenebene von MySQL sind hauptsächlich in gemeinsam genutzte Sperren und exklusive Sperren unterteilt.

Eine gemeinsame Sperre (S-Sperre) wird verwendet, um gleichzeitige Lesevorgänge derselben Zeile durch mehrere Transaktionen sicherzustellen. Mehrere Transaktionen können gleichzeitig eine gemeinsame Sperre erwerben. Wenn eine Transaktion jedoch eine gemeinsame Sperre enthält, können andere Transaktionen keine exklusiven Sperren erwerben.

Exklusive Sperre (X-Sperre) wird verwendet, um die Konsistenz gleichzeitiger Schreibvorgänge in derselben Zeile sicherzustellen. Wenn eine Transaktion eine exklusive Sperre hält, können andere Transaktionen keine gemeinsame Sperre oder exklusive Sperre erhalten.

3. Die Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL

Die Parallelitätskontrolltechnologie von MySQL umfasst hauptsächlich optimistische Parallelitätskontrolle (Optimistic Concurrency Control) und pessimistische Parallelitätskontrolle (Pessimistic Concurrency Control).

1. Optimistische Parallelitätskontrolle

Optimistische Parallelitätskontrolle ist ein auf Versionsnummern basierender Mechanismus, der davon ausgeht, dass Konflikte zwischen Transaktionen selten auftreten. Die optimistische Parallelitätskontrolle in MySQL wird hauptsächlich durch die Verwendung von Versionsnummern und CAS-Operationen (Compare and Swap) erreicht.

Der Beispielcode lautet wie folgt:

-- 创建表
CREATE TABLE `books` (
  `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` VARCHAR(100) NOT NULL,
  `author` VARCHAR(100) NOT NULL,
  `version` INT(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

-- 插入数据
INSERT INTO `books` (`name`, `author`) VALUES ('book1', 'author1');
INSERT INTO `books` (`name`, `author`) VALUES ('book2', 'author2');

-- 更新数据
UPDATE `books` SET `author` = 'new author' WHERE `id` = 1 AND `version` = 0;

Im obigen Code hat jede Zeile der Tabelle books eine Versionsnummer (Feld version) und die Versionsnummer muss während des Aktualisierungsvorgangs verglichen werden. Wenn die Versionsnummern übereinstimmen, wird der Aktualisierungsvorgang ausgeführt. Andernfalls bedeutet dies, dass die Zeilendaten durch andere Transaktionen geändert wurden und die Aktualisierung fehlschlägt. books表的每一行都有一个版本号（version字段），更新操作时需要比较版本号，如果版本号匹配，则进行更新操作；否则，表示该行数据已被其他事务修改，更新失败。

2. 悲观并发控制

悲观并发控制是一种基于加锁的机制，它假设事务之间的冲突很频繁发生。MySQL中的悲观并发控制主要通过使用锁来实现。

示例代码如下：

-- 开启事务
START TRANSACTION;

-- 查询数据并上锁
SELECT * FROM `books` WHERE `id` = 1 FOR UPDATE;

-- 更新数据
UPDATE `books` SET `author` = 'new author' WHERE `id` = 1;

-- 提交事务
COMMIT;

在上述代码中，通过使用FOR UPDATE

Pessimistische Parallelitätskontrolle

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