MySQL实现分布式锁
作者:俗世游子??????? 发布时间:2024-01-25 19:31:03
基于MySQL分布式锁实现原理及代码
工欲善其事必先利其器,在基于MySQL实现分布式锁之前,我们要先了解一点MySQL锁自身的相关内容
MySQL锁
我们知道:锁是计算机协调多个进程或者线程并发访问同一资源的机制,而在数据库中,除了传统的机器资源的争用之外,存储下来的数据也属于供用户共享的资源,所以如何保证数据并发的一致性,有效性是每个数据库必须解决的问题。
除此之外,锁冲突也是影响数据库并发性能的主要因素,所以锁对于数据库而言就显得非常重要,也非常复杂。
而存储引擎是MySQL中非常重要的底层组件,主要用来处理不同类型的SQL操作,其中包括创建,读取,删除和修改操作。在MySQL中提供了不同类型的存储引擎,根据其不同的特性提供了不同的存储机制,索引和锁功能。
根据show engines;
能够列出MySQL下支持的存储引擎
如果没有特殊指定,那么在MySQL8.0
中会设置InnoDB
为默认的存储引擎
在实际工作中,根据需求选择最多的两种存储引擎分别为:
InnoDB
MyISAM
所以我们主要针对这两种类型来介绍MySQL的锁
InnoDB
InnoDB
支持多粒度锁定,可以支持行锁,也可以支持表锁。如果没有升级锁粒度,那么默认情况下是以行锁来设计的。
关于行锁和表锁的介绍:
行锁对指定数据进行加锁,锁定粒度最小,开销大,加锁慢,容易出现死锁问题,出现锁冲突的概率最小,并发性最高
表锁对整个表进行加锁,锁定粒度大,开销小,加锁快,不会出现死锁,出现锁冲突的概率最大,并发性最低
这里没法说明那种锁最好,只有合适不合适
在行级锁中,可以分为两种类型
共享锁
排他锁
共享锁
共享锁又称为读锁,允许其他事务读取被锁定的对象,也可以在其上获取其他共享锁,但不能写入。
举个例子:
事务T在数据A拥有共享锁,那么当前事务T对数据A可以读,但是不能修改。而且事务T2同样可以对数据A拥有共享锁,这样相当于在数据A上分别存在不同事务的共享锁
数据A拥有了事务T的共享锁,那么就不能再拥有其他事务的排他锁
下面是关于共享锁的具体实现,关键代码:select .. from table lock in share mode
-- 创建实例表
create table tb_lock(
id bigint primary key auto_increment,
t_name varchar(20)
) engine=InnoDB;
开启两个窗口来测试:
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’ lock in share mode; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’ lock in share mode; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘lsp’ lock in share mode; | |
update tb_lock set t_name = ‘lzs’ where t_name = ‘zs’; | |
update tb_lock set t_name = ‘lsp111’ where t_name = ‘lsp’; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘zs’; | |
commit; |
自动提交全部关闭,可以通过
select @@autocommit;
来查看
通过以上实验,我们总结:
共享锁基于行锁处理,不同事务可以在同一条数据上获取共享锁
如果多个事务在同一条数据上获取共享锁,当想要修改该条数据的时候,会出现阻塞状态。直到其他事务将锁释放,该能够继续修改
修改,删除,插入会默认对涉及到的数据加上排他锁
单纯的
select
操作不会有任何影响,select
不会加任何锁执行
commit;
自动释放锁
排它锁
又叫写锁。只允许获取锁的事务对数据进行操作【更新,删除】,其他事务对相同数据集只能进行读取,不能有跟新或者删除操作。而且也不能在相同数据集获取到共享锁。
没错,就是这么霸道
在MySQL中,想要基于排它锁实现行级锁,就需要对表中索引列加锁,否则的话,排它锁就属于表级锁
下面一一来展示,关键代码:select .. from XX for update
首先是有索引列状态
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock; | select * from tb_lock; |
select * from tb_lock where id = 1 for update; | |
select * from tb_lock where id = 1 for update; | |
select * from tb_lock where id = 2 for update; | |
commit; |
通过以上实验,得到结论:
对索引列进行加锁的锁定级别为行级锁,如上所示,当其他事务想要对相同的数据再次加锁的时候,就会进行到阻塞状态。并且如果等待时间过长,会出现如下异常:
Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
对不同行数据再次加排它锁,是没有任何问题的。
对已经上锁的相同数据做修改和删除操作不需要多说,因为InnoDB默认会对其加入排它锁
下面是无索引列状态
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
select * from tb_lock; | select * from tb_lock; |
select * from tb_lock where t_name = ‘ls’ for update; | |
select * from tb_lock where t_name = ‘ls’ for update; | |
commit |
通过以上实验,得到结论:
对非索引列其中一条数据加入了排它锁后,在其他事务中对不同数据再次加入排它锁,进入了阻塞状态
说明当加锁列属于非索引时,InnoDB会对整个表进行上锁,进入到表级锁
接下来我们来看看MyISAM的方式
MyISAM
MyISAM属于表级锁,被用来防止任何其他事务访问表的锁。
其中表锁又分为两种形式
表共享读锁: READ
表独占写锁: WRITE
这里我们要注意:表级锁只能防止其他会话进行不适当的读取或写入。
持有
WRITE
锁的会话可以执行表级操作,比如DELETE
或者TRUNCATE
持有会话
READ
锁,不能够执行DELETE
或者TRUNCATE
操作
表共享读锁
不管是READ
还是WRITE
,都是通过lock table
来获取表锁的,而READ
锁拥有如下特性:
持有锁的会话可以读取表,但是不能进行写入操作
多个会话可以同时获取
READ
表的锁,而其他会话可以在不显式获取READ
锁的情况下读取该表:也就是说直接通过select
来操作
那么,接下来我们来看实际操作,关键代码:lock tables table_name read
create table tb_lock_isam(
id bigint primary key auto_increment,
t_name varchar(20)
) engine=MyISAM;
开启两个窗口来进行操作:
session1 | session2 |
---|---|
set autocommit=0; | set autocommit=0; |
LOCK TABLES tb_lock_isam READ; | |
select * from tb_lock_isam; | |
select * from tb_lock; | |
select * from tb_lock_isam; | |
LOCK TABLES tb_lock_isam READ; | |
select * from tb_lock_isam; | |
select * from tb_lock; | |
unlock tables; | insert into tb_lock_isam(t_name) values(‘ll’); |
通过以上实战,验证以下结论:
在当前事务下,获取到读锁,直接查询锁定表是没有问题的,但是如果想要读取其他表下的数据,那么就会出现以下异常:因为其他表并没有LOCK在其中
Table 'tb_lock' was not locked with LOCK TABLES
事务A获取到读锁之后,在其他事务中是可以正常读取的,并且也可以再次获取读锁。
在读锁中如果想要进行插入操作是不会成功的,出现以下异常:
Table 'tb_lock_isam' was locked with a READ lock and can't be updated
当前表获取到读锁之后,在当前表没有释放读锁之前,再获取写锁会一直进入到阻塞状态。
可以通过非加锁方式来读取数据,但是要注意:一定是在不同的事务下
表独占写锁
WRITE锁
的特性和排它锁
的特性非常相似,都特别霸道:
持有锁的会话可以读写表
只有持有锁的会话才能访问该表。在释放锁之前,没有其他会话可以访问它
其他会话对表的锁请求在
WRITE
持有锁时被阻塞
还是通过具体实战来进行演示效果,关键代码:lock tables table_name write
session1 | session2 |
---|---|
select * from tb_lock_isam; | select * from tb_lock_isam; |
lock table tb_lock_isam write; | |
select * from tb_lock_isam; | |
insert into tb_lock_isam(t_name) values(‘66’); | |
select * from tb_lock_isam; | |
unlock tables; |
通过以上实战,验证以下结论:
当事务获取到当前表的
WRITE锁
的时候,在当前事务下可以对获取锁的表进行任何操作,其他事务无法对表进行任意操作。在不同事务下不会对其他表的操作有影响
在当前事务获取到
WRITE锁
之后,只能在当前事务下操作获取锁的表,无法操作其他表,否则会出现以下异常
Table 'tb_index' was not locked with LOCK TABLES'
【注意】
MyISAM
在执行查询语句之前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此用户一般不需要使用命令来显式加锁
分布式锁实现
既然已经了解到了MySQL锁相关内容,那么我们就来看看如何实现,首先我们需要创建一张数据表
当然,只需要初始化创建一次
create table if not exists fud_distribute_lock(
id bigint unsigned primary key auto_increment,
biz varchar(50) comment '业务Key'
unique(biz)
) engine=innodb;
在其中,biz
是为了区分不同的业务,也可以理解为资源隔离,并且对biz
设置唯一索引,也能够防止其锁级别变为表级锁
既然for udpate
就是加锁成功,事务提交就自动释放锁,那么这个事情就非常好办了:
// 省略了构造方法,需要传入DataSource和biz
private static final String SELECT_SQL =
"SELECT * FROM fud_distribute_lock WHERE `biz` = ? for update";
private static final String INSERT_SQL =
"INSERT INTO fud_distribute_lock(`biz`) values(?)";
// 从构造方法中传入
private final DataSource source;
private Connection connection;
public void lock() {
PreparedStatement psmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
// while(true);
for (; ; ) {
connection = this.source.getConnection();
// 关闭自动提交事务
connection.setAutoCommit(false);
psmt = connection.prepareStatement(SELECT_SQL);
psmt.setString(1, biz);
rs = psmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
return;
}
connection.commit();
close(connection, psmt, rs);
// 如果没有相关查询,需要插入
Connection updConnection = this.source.getConnection();
PreparedStatement insertStatement = null;
try {
insertStatement = updConnection.prepareStatement(INSERT_SQL);
insertStatement.setString(1, biz);
if (insertStatement.executeUpdate() == 1) {
LOGGER.info("创建锁记录成功");
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.error("创建锁记录异常:{}", e.getMessage());
} finally {
close(insertStatement, updConnection);
}
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.error("lock异常信息:{}", e.getMessage());
throw new BusException(e);
} finally {
close(psmt, rs);
}
}
public void unlock() {
try {
// 事务提交之后自动解锁
connection.commit();
close(connection);
} catch (Exception e) {
LOGGER.error("unlock异常信息:{}", e.getMessage());
throw new BusException(e);
}
}
public void close(AutoCloseable... closeables) {
Arrays.stream(closeables).forEach(closeable -> {
if (null != closeable) {
try {
closeable.close();
} catch (Exception e) {
LOGGER.error("close关闭异常:{}", e.getMessage());
}
}
});
}
难点:为什么需要for(;
如果一个请求是第一次进来的,比如biz=order
,在这个表中是不会存储order
这条记录,那么select ...for update
就不会生效,所以就需要先将order
插入到表记录中,也就是执行insert
操作。
insert
执行成功之后,记录select...for update
,这样获取锁才能生效
来源:https://blog.51cto.com/u_14948012/5526375
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