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不得不会的mysql锁

时间:2020-08-18 13:36:34      阅读:76      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:结束   交叉连接   又能   指定   query   业务   为我   tar   执行命令   

  • 多表之间的关系

  • 技术图片

    如图,实际业务数据库中的表之间都是有关系的,我们接下来主要要学习的就是如何分析表关系及建立表关系。

    分类表

    create table category(
    
    cid varchar(32) primary key,
    cname varchar(100)
    );

    商品表

    create table product(
    
    pid varchar(32) primary key,
    pname varchar(40),
    price double
    ); 

    订单表

    create table orders(
    
    oid varchar(32) primary key,
    totalprice double
    );

    订单项表

    create table orderitem(
    
    oid varchar(50),
    pid varchar(50)
    );

    6.1 表与表之间的关系

    表与表之间的关系,说的就是表与表之间数据的关系。

    1)一对一关系:一夫一妻

    2)一对多关系:会员和订单

    3)多对多关系(需要中间表实现):商品和订单

    6.2 外键

    如何表示表与表之间的关系呢?就是使用外键约束表示的。

    要想理解外键,我们先去理解表的角色:主表和从表(需要建立关系才有了主从表的角色区分)

    注意:一般的设计表结构中, 避免使用外键

    6.3 一对一关系

    在实际工作中,一对一在开发中应用不多,因为一对一完全可以创建成一张表

    案例:一个丈夫只能有一个妻子

    CREATE TABLE wife(
    
    id INT PRIMARY KEY ,
    wname VARCHAR(20),
    sex CHAR(1)
    );
    CREATE TABLE husband(
    id INT PRIMARY KEY ,
    hname VARCHAR(20),
    sex CHAR(1)
    );

    6.4 一对多

    案例:一个分类对应多个商品

    总结:有外键的就是多的一方。

    注意事项:一对多关系和一对一关系的创建很类似,唯一区别就是外键不唯一。

    一对多关系创建:

    - 添加外键列
    
    - 添加外键约束

    案例:

    - 在商品表中添加一条记录,该记录的cid在分类表中不存在
    
    - 在分类表中,删除一条记录,这条记录在商品表中有外键关联

    6.5 多对多


    技术图片

    同一个商品对应多个订单,一个订单对应多个商品

    注意事项:

    • 需要中间表去完成多对多关系的创建 - 多对多关系其实就是两个一对多关系的组合

    多对多关系创建:

    • 创建中间表,并在其中创建多对多关系中两张表的外键列 - 在中间表中添加外键约束 - 在中间表中添加联合主键约束

    7.多表关联查询

    我们已经学会了如何在一张表中读取数据,这是相对简单的,但是在真正的应用中经常需要从多个数据表中读取数据。本章节我们将向大家介绍如何使用 MySQL 的 JOIN 在两个或多个表中查询数据。你可以在 SELECT, UPDATE 和 DELETE 语句中使用 MySQL 的 JOIN 来联合多表查询。

    JOIN 按照功能大致分为如下三类:

    • CROSS JOIN(交叉连接)

    • INNER JOIN(内连接或等值连接)。

    • OUTER JOIN(外连接)

    建表语句:

    insert into category (cid,cname) values (‘c001‘,‘家电‘);
    insert into category (cid,cname) values (‘c002‘,‘服饰‘);
    insert into category (cid,cname) values (‘c003‘,‘化妆品‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p001‘,‘联想‘,5000,‘c001‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p002‘,‘海尔‘,3000,‘c001‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p003‘,‘雷神‘,5000,‘c001‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p004‘,‘阿迪‘,1000,‘c002‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p005‘,‘耐克‘,1200,‘c002‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p006‘,‘NB‘,800,‘c002‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p007‘,‘彪马‘,600,‘c002‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p008‘,‘雪花秀‘,1500,‘c003‘);
    insert into product(pid,pname,price,cid) values (‘p009‘,‘悦诗风吟‘,1100,‘c003‘);

    7.1 交叉连接

    关键字:CROSS JOIN

    交叉连接也叫笛卡尔积连接。笛卡尔积是指在数学中,两个集合X和Y的笛卡尓积(Cartesian product),又称直积,表示为X*Y,第一个对象是X的成员而第二个对象是Y的所有可能有序对的其中一个成员。

    交叉连接的表现:行数相乘、列数相加

    隐式交叉连接

    SELECT * FROM A, B

    显式交叉连接

    SELECT * FROM A CROSS JOIN B

    7.2 内连接

    关键字:INNER JOIN

    内连接也叫等值连接,内联接使用比较运算符根据每个表共有的列的值匹配两个表中的行。

    隐式内连接

    SELECT * FROM A,B WHERE A.id = B.id

    显式内连接

    SELECT * FROM A INNER JOIN B ON A.id = B.id

    7.3 外连接

    外联接可以是左向外联接、右向外联接或完整外部联接。

    也就是说外连接又分为:左外连接、右外连接、全外连接。

    外连接需要有主表或者保留表的概念。

    在 FROM子句中指定外联接时,可以由下列几组关键字中的一组指定:

    1. 左外连接

    LEFT JOIN 或者 LEFT OUTER JOIN

    SELECT * FROM A LEFT JOIN B ON A.id = B.id

    案例:查询分类信息,关联查询商品信息

    2. 右外连接

    RIGHT JOIN 或者 RIGHT OUTER JOIN

    SELECT * FROM A RIGHT JOIN B ON A.id = B.id

    3. 全外连接(mysql不支持)

    FULL JOIN 或 FULL OUTER JOIN

    SELECT * FROM A FULL JOIN B ON A.id = B.id

    外连接总结

    通过业务需求,分析主从表

    如果使用LEFT JOIN,则主表在它左边

    如果使用RIGHT JOIN,则主表在它右边

    查询结果以主表为主,从表记录匹配不到,则补null

    8. mysql锁


    8.1 mysql锁介绍

    按照锁的粒度来说,MySQL主要包含三种类型(级别)的锁定机制:

    • 全局锁:锁的是整个database。由MySQL的SQL layer层实现的 - 表级锁:锁的是某个table。由MySQL的SQL layer层实现的 - 行级锁:锁的是某行数据,也可能锁定行之间的间隙。由某些存储引擎实现,比如InnoDB。

    按照锁的功能来说分为:共享读锁和排他写锁。

    按照锁的实现方式分为:悲观锁和乐观锁(使用某一版本列或者唯一列进行逻辑控制)

    表级锁和行级锁的区别:

    • 表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低;

    • 行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高

    8.2 mysql表级锁

    1)表级锁介绍

    由MySQL SQL layer层实现

    MySQL的表级锁有两种:

    一种是表锁。一种是元数据锁(meta data lock,MDL)。

    MySQL 实现的表级锁定的争用状态变量:

    mysql> show status like ‘table%‘;

    table_locks_immediate:产生表级锁定的次数;
    table_locks_waited:出现表级锁定争用而发生等待的次数;

    2)表锁介绍

    ① 表锁有两种表现形式:

    • 表共享读锁(Table Read Lock)是读取操作创建的锁。其他用户可以并发读取数据,但任何事务都不能对数据进行修改(获取数据上的排他锁),直到已释放所有共享锁。 如果事务T对数据A加上共享锁后,则其他事务只能对A再加共享锁,不能加排他锁。获准共享锁的事务只能读数据,不能修改数据。
    • 表独占写锁(Table Write Lock)如果事务T对数据A加上排他锁后,则其他事务不能再对A加任任何类型的封锁。获准排他锁的事务既能读数据,又能修改数据。
      ② 手动增加表锁:lock table 表名称 read(write),表名称2 read(write),其他;

    ③ 查看表锁情况:show open tables;

    ④ 删除表锁:unlock tables;

    3)表锁演示

    环境准备

    CREATE TABLE mylock (  
    id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
    NAME varchar(20) DEFAULT NULL,  
    PRIMARY KEY (id)
    );
    INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (1, ‘a‘);
    INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (2, ‘b‘);
    INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (3, ‘c‘);
    INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (4, ‘d‘);

    读锁演示
    技术图片
    写锁演示:
    技术图片
    读锁和写锁都是行级锁,InnoDB的行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,如果没有索引,InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁,InnoDB行锁分为3中情形:

    1. Record Lock:对索引项加锁。

    2. Gap Lock:对索引项之间的“间隙”、第一条记录前的“间隙”或最后一条记录后的“间隙”加锁。

    3. Next-key Lock:前两种的结合,对记录及其前面的间隙加锁。

    InnoDB这种行锁的实现特点意味着,如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中的所有记录加锁,实际效果跟锁表一样。

    4)元数据锁介绍

    MDL不需要显式使用,在访问一个表的时候会被自动加上。

    MDL的作用是,保证读写的正确性。你可以想象一下,如果一个查询正在遍历一个表中的数据,而执行期间另一个线程对这个表结构做变更,删了一列,那么查询线程拿到的结果跟表结构对不上,肯定是不行的。

    因此,在 MySQL 5.5 版本中引入了 MDL,当对一个表做增删改查操作的时候,加 MDL 读锁;当要对表做结构变更操作的时候,加 MDL 写锁。

    读锁之间不互斥,因此你可以有多个线程同时对一张表增删改查。

    读写锁之间、写锁之间是互斥的,用来保证变更表结构操作的安全性。因此,如果有两个线程要同时给一个表加字段,其中一个要等另一个执行完才能开始执行。

    5)元数据锁演示

    技术图片

    我们可以看到 session A 先启动,这时候会对表 t 加一个 MDL 读锁。由于 session B 需要的也是 MDL 读锁,因此可以正常执行。

    之后 session C 会被 blocked,是因为 session A 的 MDL 读锁还没有释放,而 session C 需要 MDL 写锁,因此只能被阻塞。

    如果只有 session C 自己被阻塞还没什么关系,但是之后所有要在表 t 上新申请 MDL 读锁的请求也会被 session C 阻塞。前面我们说了,所有对表的增删改查操作都需要先申请 MDL 读锁,就都被锁住,等于这个表现在完全不可读写了。

    你现在应该知道了,事务中的 MDL 锁,在语句执行开始时申请,但是语句结束后并不会马上释放,而会等到整个事务提交后再释放。

    8.3 mysql行级锁


    1. 行级锁介绍

    MySQL的行级锁,是由存储引擎来实现的,这里我们主要讲解InnoDB的行级锁。

    InnoDB的行级锁,按照锁定范围来说,分为三种:

    • 记录锁(Record Locks):锁定索引中一条记录。

    • 间隙锁(Gap Locks):要么锁住索引记录中间的值,要么锁住第一个索引记录前面的值或者最后一个索引记录后面的值。 - Next-Key Locks:是索引记录上的记录锁和在索引记录之前的间隙锁的组合。

    InnoDB的行级锁,按照功能来说,分为两种:

    • 共享锁(S):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。

    • 排他锁(X):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。

    对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);

    对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁,事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。

    手动添加共享锁(S):

    SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

    手动添加排他锁(x):

    SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

    InnoDB也实现了表级锁,也就是意向锁,意向锁是mysql内部使用的,不需要用户干预。

    • 意向共享锁(IS):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
    • 意向排他锁(IX):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

    意向锁和行锁可以共存,意向锁的主要作用是为了【全表更新数据】时的性能提升。否则在全表更新数据时,需要先检索该范是否某些记录上面有行锁。

      共享锁(S)      排他锁(X)      意向共享锁(IS)       意向排他锁(IX)  
     共享锁(S)      兼容      冲突      兼容      冲突  
     排他锁(X)      冲突      冲突      冲突      冲突  
     意向共享锁(IS)       兼容      冲突      兼容      兼容  
     意向排他锁(IX)       冲突      冲突      兼容      兼容  

    InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,因此InnoDB这种行锁实现特点意味着:只有通过索引条件检索的数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

    Innodb所使用的行级锁定争用状态查看:

    mysql> show status like ‘innodb_row_lock%‘;

    • Innodb_row_lock_current_waits:当前正在等待锁定的数量; - Innodb_row_lock_time:从系统启动到现在锁定总时间长度; - Innodb_row_lock_time_avg:每次等待所花平均时间; - Innodb_row_lock_time_max:从系统启动到现在等待最常的一次所花的时间; - Innodb_row_lock_waits:系统启动后到现在总共等待的次数;

    对于这5个状态变量,比较重要的主要是:

    • Innodb_row_lock_time_avg(等待平均时长) - Innodb_row_lock_waits(等待总次数) - Innodb_row_lock_time(等待总时长)这三项。

    尤其是当等待次数很高,而且每次等待时长也不小的时候,我们就需要分析系统中为什么会有如此多的等待,然后根据分析结果着手指定优化计划。

    2. InnoDB行锁演示

    创建表及索引

    create table test_innodb_lock (a int(11),b varchar(16)) engine=innodb;
    
    create index test_innodb_a_idx on test_innodb_lock(a);
    
    create index test_innodb_lock_b_idx on test_innodb_lock(b);

    行锁定基本演示

     SESSION A        SESSION B  
     1       mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)      mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)  
     2       mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘b1‘ where a = 1; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1  Changed: 1 Warnings: 0 更新,但是不提交     
     3      
     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘b2‘ where a = 1; 被阻塞,等待  
     4       mysql> commit; Query OK, 0 rows affected  (0.05 sec) 提交    
     5      
     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘b2‘ where a = 1; Query OK, 0 rows affected (36.14 sec) Rows matched: 1  Changed: 0 Warnings: 0 解除阻塞,更新正常进行  

    无索引升级为表锁演示

      SESSION A       SESSION B  
     1       mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)      mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)  
     2       mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘2‘ where b = 2000; Query OK, 1 row affected (0.02 sec) Rows matched: 1  Changed: 1 Warnings: 0     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘3‘ where b = 3000; 被阻塞,等待  
     3       mysql> commit; Query OK, 0 rows  affected (0.10 sec)   
     4      
     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘3‘ where b = 3000; Query OK, 1 row affected (1 min 3.41 sec) Rows matched: 1  Changed: 1 Warnings: 0 阻塞解除,完成更新  

    间隙锁带来的插入问题演示

    
      SESSION A       SESSION B  
     1       mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)      mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)  
     2       mysql> select * from test_innodb_lock;  | a | b | | 1 | b2 | | 3 | 3 | | 4 | 4000 | | 5 | 5000 | | 6 | 6000 | | 7 |  7000 | | 8 | 8000 | | 9 | 9000 | | 1 | b1 | 9 rows in set (0.00 sec)      
     3       mysql> update test_innodb_lock set b =  a * 100 where a < 4 and a > 1; Query OK, 1 row affected (0.02 sec) Rows  matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0     
     4      
     mysql> insert into test_innodb_lock  values(2,‘200‘); 被阻塞,等待  
     5       mysql> commit; Query OK, 0 rows  affected (0.02 sec)   
     6      
     mysql> insert into test_innodb_lock  values(2,‘200‘); Query OK, 1 row affected (38.68 sec) 阻塞解除,完成插入  

    使用共同索引不同数据的阻塞示例

      SESSION A       SESSION B  
     1       mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)      mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)  
     2       mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘bbbbb‘ where a = 1 and b = ‘b2‘; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows  matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0      
     3      
     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘bbbbb‘ where a = 1 and b = ‘b1‘; 被阻塞  
     4       mysql> commit; Query OK, 0 rows  affected (0.02 sec)   
     5      
     mysql> update test_innodb_lock set b =  ‘bbbbb‘ where a = 1 and b = ‘b1‘; Query OK, 1 row affected (42.89 sec) Rows  matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 session 提交事务,阻塞去除,更新完成  

    死锁演示

     SESSION A        SESSION B  
     1       mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)      mysql> set autocommit=0; Query OK, 0  rows affected (0.00 sec)  
     2       mysql> update t1 set id = 110 where id  = 11; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 0 Changed: 0  Warnings: 0     
     3      
     mysql> update t2 set id = 210 where id  = 21; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 1  Warnings: 0  
     4       mysql>update t2 set id=2100 where  id=21; 等待sessionb释放资源,被阻塞   
     5      
     mysql>update t1 set id=1100 where  id=11; Query OK,0 rows affected (0.39sec) Rows matched: 0 Changed: 0  Warnings:0 等待sessiona释放资源,被阻塞  
    
     两个 session 互相等等待对方的资源释放之后才能释放自己的资源,造成了死锁   

    9. mysql事务


    9.1 事务介绍

    在MySQL中的事务是由存储引擎实现的,而且支持事务的存储引擎不多,我们主要讲解InnoDB存储引擎中的事务。事务处理可以用来维护数据库的完整性,保证成批的 SQL 语句要么全部执行,要么全部不执行。

    事务用来管理DDL、DML、DCL操作,比如 insert,update,delete 语句,默认是自动提交的。

    一般来说,事务是必须满足4个条件(ACID):

    ① Atomicity(原子性):构成事务的的所有操作必须是一个逻辑单元,要么全部执行,要么全部不执行。

    ② Consistency(一致性):数据库在事务执行前后状态都必须是稳定的或者是一致的。

    ③ Isolation(隔离性):事务之间不会相互影响。

    由锁机制和MVCC机制来实现的
    
    MVCC:优化读写性能(读不加锁、读写不冲突)

    ④ Durability(持久性):事务执行成功后必须全部写入磁盘。

    9.2 事务开启


    在MySQL命令行的默认设置下,事务都是自动提交的,即执行SQL语句后就会马上执行COMMIT操作。因此要显式地开启一个事务务须使用命令BEGIN或START TRANSACTION,或者执行命令SET AUTOCOMMIT=0,用来禁止使用当前会话的自动提交。

    常见的操作有以下三个:

    ① BEGIN或START TRANSACTION;显式地开启一个事务;

    ② COMMIT也可以使用COMMIT WORK,不过二者是等价的。COMMIT会提交事务,并使已对数据库进行的所有修改称为永久性的;

    ③ ROLLBACK有可以使用ROLLBACK WORK,不过二者是等价的。回滚会结束用户的事务,并撤销正在进行的所有未提交的修改;

    9.3 事务并发问题


    在事务的并发操作中可能会出现一些问题:

    ① 丢失更新:一个事务更新之后,另一个事务也更新了,但是第二个事务回滚了,则第一个事务也被回滚了。

    ② 脏读:一个事务读取到另一个事务未提交的数据。

    ③ 不可重复读:一个事务因读取到另一个事务已提交的update或者delete数据。导致对同一条记录读取两次以上的结果不一致。

    ④ 幻读:一个事务因读取到另一个事务已提交的insert数据。导致对同一张表读取两次以上的结果不一致。

    9.4 事务隔离级别


    1)四种隔离级别(SQL92标准)

    现在来看看MySQL数据库为我们提供的四种隔离级别(由低到高):

    ① Read uncommitted (读未提交):最低级别,任何情况都无法保证。

    ② Read committed (RC,读已提交):可避免脏读的发生。

    ③ Repeatable read (RR,可重复读):可避免脏读、不可重复读的发生。

    (注意事项:InnoDB的RR还可以解决幻读,主要原因是Next-Key锁,只有RR才能使用Next-Key锁)

    ④ Serializable (串行化):可避免脏读、不可重复读、幻读的发生。

    (由MVCC降级为Locking-Base CC)

    2)默认隔离级别

    大多数数据库的默认隔离级别是Read Committed,比如Oracle、DB2等。

    MySQL数据库的默认隔离级别是Repeatable Read。

    3)如何查看和设置隔离级别

    在MySQL数据库中查看当前事务的隔离级别:

    select @@tx_isolation;

    在MySQL数据库中设置事务的隔离级别:

    set [glogal | session] transaction isolation level 隔离级别名称;

    set tx_isolation=’隔离级别名称;’

    4)注意事项

    隔离级别越高,越能保证数据的完整性和一致性,但是对并发性能的影响也越大。

    不得不会的mysql锁

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    原文地址:https://blog.51cto.com/14901322/2520665

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