基于mysql分布式悲观锁原理

MySQL分布式悲观锁原理：

条件

FOR UPDATE 仅适用于InnoDB存储引擎，且必须在事务区块(BEGIN/COMMIT)中才能生效。

mysql默认情况下每个sql都是单独的一个事务，并且是自动提交事务。

测试之前需要设置成非自动提交事务，不然无法模拟并发访问:

mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            1 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

此修改只针对当前窗口有效，重新打开的新窗口依然是自动提交事务的

所以要就需要两个窗口，窗口a：非自动提交事务，用于for update操作；

窗口b：用于普通update操作。

测试

我们有一数据库 test1，有一张表testa ，有自增主键ID，name，id_card

表中有两条数据

mysql> select * from testa;
+----+-------+--------------------+
| id | name  | id_card            |
+----+-------+--------------------+
|  1 | wangb | 322343256564545754 |
|  2 | shuna | 320990348823998792 |
+----+-------+--------------------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> desc testa;
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field   | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id      | int(11)     | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name    | varchar(10) | NO   |     | NULL    |                |
| id_card | varchar(18) | YES  | UNI | NULL    |                |
+---------+-------------+------+-----+---------+----------------+
3 rows in set (0.00 sec)

1.只明确主键

有数据

在a窗口进行开启事务，对id为1的数据进行 for update，此时并没有commit；

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id = 1 for update;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

在b窗口对id=1的数据进行update name操作，发现失败：等待锁释放超时

mysql> update testa set name = "wangwang" where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

再对id=2的数据进行update name操作，发现成功

mysql> update testa set name = "shunshun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit；之后，b窗口update操作都显示正常

无数据

a窗口 select for update 无数据

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id = 3 
    -> ;
Empty set (0.00 sec)
mysql>

b窗口，对两条数据update操作都是成功

mysql> update testa set name = "wanga" where id = 1;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
mysql> update testa set name = "shun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

得出结论

明确主键并且有数据的情况下:mysql -> row lock；

明确主键无数据的情况下:mysql -> no lock；

2.明确主键和一个普通字段

有数据

将数据还原之后，

在a窗口进行开启事务，对id=1,name=’wang’的数据进行 for update，此时并没有commit；

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id=1 and name = 'wang' for update 
    -> ;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.03 sec)
mysql>

b窗口，对进行for update的那条数据的update操作无效（等待锁释放超时），其他的行的update操作正常

mysql> update testa set name = "wanga" where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set name = "shunshun" where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit；之后，b窗口update操作都显示成功

无数据

同第一种情况的无数据测试

得出结论

明确主键和一个普通字段有数据的情况下:mysql -> row lock；

明确主键和一个普通字段无数据的情况下:mysql -> no lock；

3.明确一个普通字段

有数据
将数据还原之后，

在a窗口进行开启事务，对name=’wang’的数据进行 for update，此时并没有commit；

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where name = 'wang' for update;
+----+------+--------------------+
| id | name | id_card            |
+----+------+--------------------+
|  1 | wang | 322343256564545754 |
+----+------+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

b窗口，对进行for update的那条数据的update操作失败（等待锁释放超时），其他的行的update操作也显示失败（等待锁释放超时）

mysql> update testa set id_card = '222' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set id_card = '333' where id = 2;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

a窗口commit；之后，b窗口update操作都显示成功

无数据

同第一种情况的无数据测试

得出结论

只明确一个普通字段有数据的情况下:mysql -> table lock；

只明确一个普通字段无数据的情况下:mysql -> no lock；

4.明确一个unique字段

有数据

将数据还原之后，

在a窗口进行开启事务，对id_card=’111’的数据进行 for update，此时并没有commit；

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where id_card='111' for update;
+----+------+---------+
| id | name | id_card |
+----+------+---------+
|  1 | wang | 111     |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql>

b窗口，对进行for update的那条数据的update操作失败（等待锁释放超时），其他的行的update操作显示正常！！

mysql> update testa set id_card = '222' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
mysql> update testa set id_card = '333' where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

无数据

同第一种情况的无数据测试

得出结论

只明确一个unique字段有数据的情况下:mysql -> row lock；

只明确一个unique字段无数据的情况下:mysql -> no lock；

思考

为什么对主键和unique字段进行for update操作的时候，mysql进行的是row lock；而对普通字段for update操作的时候进行的是table lock，是根据什么判断呢？

primary key和unique的共同特点是mysql会自动为其创建索引，他们都有索引，那把name字段创建索引，是不是就进行row lock呢？

查看表中的索引：

mysql> show keys from testa\G;
*************************** 1. row *************************** 
        Table: testa 
   Non_unique: 0 
     Key_name: PRIMARY 
 Seq_in_index: 1 
  Column_name: id 
    Collation: A 
  Cardinality: 2 
     Sub_part: NULL 
       Packed: NULL 
         Null: 
   Index_type: BTREE 
      Comment:
Index_comment:
*************************** 2. row *************************** 
        Table: testa 
   Non_unique: 0 
     Key_name: id_card 
 Seq_in_index: 1 
  Column_name: id_card 
    Collation: A 
  Cardinality: 2 
     Sub_part: NULL 
       Packed: NULL 
         Null: YES 
   Index_type: BTREE 
      Comment:
Index_comment:
2 rows in set (0.00 sec)
ERROR:
No query specified

发现testa表中的索引只包含了id，id_card

添加name字段的索引

mysql> alter table testa add index index_name (name);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

查看建表语句：

mysql> show create table testa \G;
*************************** 1. row *************************** 
       Table: testa
Create Table: CREATE TABLE `testa` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) NOT NULL,
  `id_card` varchar(18) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `id_card` (`id_card`),
  KEY `index_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
ERROR:
No query specified

发现name字段已经创建了普通索引index_name

在a窗口,对name字段再进行一次for update测试,不commit

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from testa where name = 'wang' for update;
+----+------+---------+
| id | name | id_card |
+----+------+---------+
|  1 | wang | 222     |
+----+------+---------+
1 row in set (0.01 sec)
mysql>

在b窗口对进行for update的数据进行update操作失败（锁释放等待超时）

mysql> update testa set id_card = '111' where id = 1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

在b窗口对其他行数据进行update操作,成功！！！

mysql> update testa set id_card = '4353' where id = 2;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

a窗口commit之后，在b敞口操作正常

总结

select … for update; 操作

未获取到数据的时候，mysql不进行锁（no lock）

获取到数据的时候，进行对约束字段进行判断，存在有索引的字段则进行row lock

否则进行 table lock

注意

当使用 ‘<>’,‘like’等关键字时，进行for update操作时，mysql进行的是table lock

网上其他博客说是因为主键不明确造成的，其实并非如此；

mysql进行row lock还是table lock只取决于是否能使用索引，而使用’<>’,’like’等操作时，索引会失效，自然进行的是table lock；

什么情况索引会失效:

1.负向条件查询不能使用索引

负向条件有：!=、<>、not in、not exists、not like 等。

2.索引列不允许为null

单列索引不存null值，复合索引不存全为null的值，如果列允许为 null，可能会得到不符合预期的结果集。

3.避免使用or来连接条件

应该尽量避免在 where 子句中使用 or 来连接条件，因为这会导致索引失效而进行全表扫描，虽然新版的MySQL能够命中索引，但查询优化耗费的 CPU比in多。

4.模糊查询

前导模糊查询不能使用索引，非前导查询可以。

以上情况索引都会失效，所以进行for update的时候，会进行table lock

参考：juejin.im/post/5b14e0fd6fb9a01e8c5...

再思考

为什么存在索引，mysql进行row lock，不存在索引，mysql进行table lock？

这是存储引擎InnoDB特性决定的：

InnoDB这种行锁实现特点意味者：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才会使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！

再总结

在上述例子中，我们使用给name字段加索引的方法，使表锁降级为行锁，不幸的是这种方法只针对 属性值重复率低 的情况。当属性值重复率很高的时候，索引就变得低效，MySQL 也具有自动优化 SQL 的功能。低效的索引将被忽略。就会使用表锁了。

注· 文章来源：慕课网《go开发工程师》体系课