MySQL のロックと分類とは何ですか?

1. データベースの同時実行シナリオ

高同時実行シナリオでは、他のミドルウェアを考慮せずに、データベースに次のシナリオが存在します。

• Read: 問題はなく、同時実行制御は必要ありません。

• 読み取りと書き込み: スレッド セーフティの問題があり、トランザクション分離の問題が発生する可能性があり、ダーティ リード、ファントム リード、および反復不可能な読み取りが発生する可能性があります。

• Write: スレッドの安全性の問題があり、最初の種類の更新が失われ、2 番目の種類の更新が失われるなど、更新損失の問題が発生する可能性があります。失った。

MySQL が実際に REPEATABLE READ 分離レベルで非再現性の問題を解決していることがわかります。基本的に はファントム読み取りの問題を解決しますが、極端な場合にはファントム読み取りが依然として存在します。

それでは、解決策は何でしょうか?一般的に、解決策は 2 つあります。

1️⃣ 読み取り操作用の MVCC と書き込み操作用のロック

読み取り の場合、RR レベル MVCC で、トランザクションが開始されると、ReadView が生成され、条件を満たす履歴バージョンが ReadView を通じて検索されます。このバージョンは、UNDO ログから構築されます。ReadView が生成されると、実際にはスナップショットが生成されます。今回の SELECT クエリは snapshot read (または一貫性のある読み取り) です。RR では、トランザクション実行中の最初の SELECT 操作のみが ReadView を生成し、その後の SELECT が生成されることがわかっています。操作 再利用 この ReadView により、反復不可能な読み取りやファントム読み取りの問題が大幅に回避されます。

書き込みの場合は、スナップショット読み取りまたは一貫性読み取り中にテーブル内のレコードに対してロック操作が実行されず、ReadView のトランザクションが履歴バージョンであるため、書き込みの場合は最新バージョンの操作は競合しないため、他のトランザクションはテーブル内のレコードを自由に変更できます。

2️⃣ 読み取りおよび書き込み操作がロックされている

最初に口座の残高を読み出します、次にそれをこの預金額に追加します、そして最後に データベースに書き込みます。口座残高を読み取った後、他のトランザクションがその残高にアクセスしたくない場合は、現在の入金トランザクションが完了するまでのみ、他のトランザクションが口座残高にアクセスできます。この方法では、レコードを読み取るときにレコードをロックする必要があります。つまり、読み取り操作と書き込み操作も書き込み/書き込み操作と同様にキューに入れられます。

ダーティ読み取りの場合、現在のトランザクションは別のコミットされていないトランザクションによって書き込まれたレコードを読み取りますが、別のトランザクションがレコードを書き込んでいる場合、レコードがロックされているの場合、現在のトランザクションはレコードを読み取ることができなくなるため、ダーティ リードの問題は発生しません。

反復不可能な読み取りの場合、現在のトランザクションが最初にレコードを読み取り、別のトランザクションがレコードを変更してコミットした後、現在のトランザクションは次の場合に異なる結果を取得するためです。現在のトランザクションがレコードを読み取るときにレコードがロックされている 場合、値を再度読み取ります。その場合、別のトランザクションはレコードを変更できず、当然、反復不可能な読み取りは発生しません。

の場合、現在のトランザクションが 範囲のレコードを読み取り、その後 別のトランザクションがその範囲に新しいレコードを挿入するためです、現在のトランザクションがこの範囲のレコードを再度読み取ると、新しく挿入された新しいレコードが見つかります。新しく挿入されたレコードをファントム レコードと呼びます。 この範囲をどのように理解すればよいでしょうか?次のようになります。

テーブル user に
• id=1

  を持つデータが 1 つだけあるとします。

トランザクション A が
• id ​​= 1

  のクエリ操作を実行すると、データをクエリできます。範囲クエリ (例: id ​​in) の場合、データをクエリできます。 (1, 2)、1 つのデータのみがクエリされます。

このとき、トランザクション B は
• id ​​= 2

  で新しい操作を実行し、送信します。

このとき、トランザクションAは、
• id ​​in(1,2)

  のクエリを再度実行し、2レコードを読み込むことになり、ファントムリードが発生します。

: RR の反復読み取りにより、id ​​= 2 のレコードは実際には見つかりません。そのため、これを実行すると、一度 update ... ここで id = 2 の範囲を検索するとわかります。 現在のトランザクションが初めてレコードを読み取るときにはファントム レコードが存在しないため、ロックによってファントム読み取りの問題を解決するのは簡単ではありません。そのため、読み取り時にロックするのは少し面倒です。誰をロックすればいいのか分からないからです。

それでは、InnoDB はどのようにしてそれを解決するのでしょうか?まず、InnoDB ストレージ エンジンがどのようなロックを持っているかを見てみましょう。

2. MySQL のロックと分類

MySQL の公式ドキュメントでは、InnoDB ストレージ エンジンに次のタイプのロックが導入されています:

同様に、まだ混乱しているように見えますが、JDK でロックを学習する方法に従って分類できます:

#3. ロックの詳細な分類

実は、バスルームはトイレに行くだけでなく、シャワーを浴びたり、手を洗ったりするためにも使用されます。これには、ロックの粒度を最適化するという問題が含まれます。

あなたがバスルームでシャワーを浴びるとき、隔離されていれば、他の人が同時に入って手を洗うことができます。トイレ、浴槽、洗面台がすべて分離されており、比較的独立している場合は、 （湿式と乾式が分かれています） 実はこのトイレは3人同時に使えますが、もちろん3人で同じことはできません。これにより、ロックの粒度が向上し、シャワーを浴びるときにバスルームのドアを閉めるだけで済み、他の人は入って手を洗うことができます。バスルームを設計するときにさまざまな機能エリアが分離されていない場合、バスルームのリソースを最大限に活用することはできません。

同様に、MySQL にもロックの粒度があります。通常、行ロック、テーブル ロック、ページ ロックの 3 つのタイプに分かれます。

InnoDB ストレージ エンジンのデフォルトのロックは行ロックです。

1. ロック競合の可能性が最も低く、同時実行性が高い

   粒度が小さいため、したがって、ロック リソースの競合の可能性も最小限であるため、ロックの競合の可能性は低くなり、同時実行性が高くなります。

2. 高いオーバーヘッドと遅いロック

   ロックは非常にパフォーマンスを消費します。データベース内の複数のデータがロックされている場合を想像してみてください。必然的に多くのリソースを占有し、ロックの場合は、前のロックが解放されるのを待ってからロックする必要があります。

3. デッドロックが発生します

   デッドロックとは何かについては、読み続けてください。

テーブル全体をロックします。これにより、デッドロックを大幅に回避できます。これは、MySQL で最も詳細なロック メカニズムでもあります。

MyISAM ストレージ エンジンのデフォルトのロックはテーブル ロックです。 これには次の特徴があります:

1. 低いオーバーヘッドと高速なロック

   テーブル全体がロックされるため、速度が向上します。単一のデータをロックするよりも高速でなければなりません。

2. デッドロックは発生しません

   テーブル全体がロックされており、他のトランザクションはロックをまったく取得できないため、当然のことながら、デッドロックが発生します。

3. ロックの粒度が大きく、ロック競合の可能性が高く、同時実行性が低い

3.3ページ ロック

ページ レベルのロックは MySQL 独自のロック レベルであり、他のデータベース管理ソフトウェアでは一般的ではありません。

ページ レベルのロックの粒度は行レベルのロックとテーブル レベルのロックの間であるため、ロックを取得するために必要なリソース オーバーヘッドとロックが提供できる同時処理機能も上記 2 つの間の範囲になります。さらに、行レベルのロックと同様に、ページレベルのロックもデッドロックを引き起こす可能性があります。

4. ロック互換性の分類

MySQL では、データの読み取りは主に現在の読み取りとスナップショットの読み取りに分けられます:

• スナップショットの読み取り

  スナップショット読み取りは、スナップショット データを読み取ります。ロックのない通常の SELECT はスナップショット読み取りです。

  SELECT * FROM table WHERE ...

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• 現在の読み取り値

  現在の読み取り値は、履歴データではなく、最新データを読み取ることです。SELECT をロックしてください、またはデータの追加、削除、変更を行うと、現在読み込まれます。

  SELECT * FROM table LOCK IN SHARE MODE;
  SELECT FROM table FOR UPDATE;
  INSERT INTO table values ...
  DELETE FROM table WHERE ...
  UPDATE table SET ...

  ログイン後にコピー

ほとんどの場合、データベースは current read 状況で操作され、同時シナリオでは read- 読み取り ## を許可する必要があります。 # 状況は影響を受けません。書き込み-書き込み、読み取り-書き込み、または書き込み-読み取り操作を相互にブロックしたい場合は、MySQL Lockの共有ロックと排他を使用する必要があります 。

共有ロック (共有ロック) は、読み取りロックとも呼ばれ、S ロック と呼ばれます。データは同時に読み取ることができますが、トランザクションによってデータを変更することはできません。

排他的ロック (排他的ロック) は、排他的ロックまたは書き込みロックとも呼ばれ、XX ロック と呼ばれます。何かによって行に排他ロックが追加された場合、このトランザクションのみがその行の読み取りと書き込みを行うことができます。このトランザクションが終了するまで、他のトランザクションはその行にロックを追加できません。他のプロセスは読み取りはできますが、書き込み操作は実行できません。そのトランザクションを待つ必要があります。リリース。

• トランザクション A がレコードの S ロックを取得し、トランザクション B もレコードの S ロックを取得したいとします。この時点で S ロックを取得する レコードの S ロックを取得すると、トランザクション B もロックを取得できます。つまり、トランザクション A とトランザクション B は同時にレコードの S ロックを保持します。

• トランザクション B がレコードの X ロックを取得したい場合、トランザクション A がコミットした後に S ロックが解放されるまで、この操作はブロックされます。

• トランザクション A が最初に X ロックを取得した場合、トランザクション B がレコードの S ロックを取得したいか X ロックを取得したいかに関係なく、トランザクション A がコミットするまでブロックされます。

インテンション共有ロック (インテンション共有ロック)、IS ロックと呼ばれます。トランザクションがレコードに S ロックを追加する場合、最初にテーブル レベルで IS ロックを追加する必要があります。

Intention Exclusive Lock (Intention Exclusive Lock)、IX ロックと呼ばれます。トランザクションがレコードに X ロックを追加する場合、最初にテーブル レベルで IX ロックを追加する必要があります。

インテンション ロックはテーブル レベルのロックです . これらは、テーブル レベルの S ロックおよび X ロックのときに テーブル内のレコードが追加されるかどうかを 迅速に判断することのみを目的として提案されています。テーブル内にロックされたレコードがあるかどうかを確認するための走査を避けるために、ロックされています。つまり、ISロックはISロックと互換性があり、IXロックはIXロックと互換性があります。

なぜインテンションロックが必要なのでしょうか?

たとえば、テーブルに 1 億件のレコードがあり、トランザクション A がいくつかのレコードの行をロックしている場合、トランザクション B はテーブル レベルのロックをテーブルに追加する必要があります。 , 次に、これらの 1 億レコードがロックされているかどうかをテーブルで確認する必要があります。インテンション ロックがある場合、トランザクション A がレコードを更新する前にインテンション ロックを追加し、次に X ロックを追加すると、トランザクション B はまずテーブルにインテンション ロックがあるかどうか、および既存のインテンション ロックが計画しているロックと競合するかどうかを確認します。競合がある場合は、各レコードをチェックせずにトランザクション A が解放されるまで待ちます。トランザクション B は、テーブルを更新するときにどの行がロックされているかを正確に知る必要はありません。少なくとも 1 つの行がロックされていることだけを知る必要があります。

。

テーブル レベルでのさまざまなロックの互換性 :

CREATE TABLE test (
    id INT (1) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    number INT (1) NOT NULL COMMENT '数字',
    PRIMARY KEY (id),
    KEY number (number) USING BTREE
) ENGINE = INNODB AUTO_INCREMENT = 1 DEFAULT CHARSET = utf8;

# 插入以下数据
INSERT INTO test VALUES (1, 1); 
INSERT INTO test VALUES (5, 3); 
INSERT INTO test VALUES (7, 8); 
INSERT INTO test VALUES (11, 12);

BEGIN;

SELECT * FROM test WHERE number = 3 FOR UPDATE;

BEGIN;

# 阻塞
INSERT INTO test (id, number) VALUES (2,2);

INSERT INTO test (id, number) VALUES (8,8);

CREATE TABLE `user` (
  `id` bigint NOT NULL COMMENT '主键',
  `name` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '姓名',
  `sex` char(1) DEFAULT NULL COMMENT '性别',
  `age` varchar(10) DEFAULT NULL COMMENT '年龄',
  `url` varchar(40) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `suf_index_url` (`name`(3)) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

# 数据
INSERT INTO `user` (`id`, `name`, `sex`, `age`, `url`) VALUES ('1', 'a', '1', '18', 'https://javatv.net');
INSERT INTO `user` (`id`, `name`, `sex`, `age`, `url`) VALUES ('2', 'b', '1', '18', 'https://javatv.net');

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