数据库锁

1. 是什么

• 多个事务并发访问同一份数据的时候，肯定会有冲突发生，那么怎么处理这种冲突呢？
• 主要有两种思想：
  1. 悲观锁机制：避免冲突发生，如Read/Write Locks，Two-Phase Locking
  2. 乐观锁机制：允许冲突发生，后续需要检测出冲突，如MVCC
• 用Java语言描述
  • 使用Java进行多线程编程的时候，需要加锁。
  • 最简单的就是ReentranLock，这玩意读写互斥，读读互斥；
  • 换成ReentrantReadWriteLock，这玩意读读不互斥，但是读写互斥；
  • 最后换成CopyOnWriteList，这玩意读读不会互斥，读写也不会互斥；
  • MVCC差不多类似于CopyOnWriteList，只不过读的时候不仅是简单的复制当前数据，而是保存了一系列快照的版本

2. 悲观锁

在对数据进行修改之前加锁，修改后释放锁

2.1. 两阶段锁

• 在一个事务里，分加锁和解锁阶段。在事务开始时，锁的数量上升，在事务结束时才把所有的锁释放

2.1.1. 两阶段锁的缺点

• 加锁的粒度太大，极其影响并发性能
  • 数据库粒度锁.md
• 可能造成死锁
  • 数据库死锁.md

2.2. 读写锁

• 读操作需要一个共享锁，写操作需要一个互斥锁
  • 共享锁会阻塞写，但是允许其他读者获取同样的共享锁
• 共享锁阻塞写，允许并发读。互斥锁阻塞读和写
  • 互斥锁则会同时阻塞读者和写者

2.2.1. 读写锁的缺点

• Readers block Writers, Writers block Readers

3. 乐观锁

3.1. MVCC

• 读不加锁，读写不冲突
• 写加锁，写写互斥

3.1.1. 常用实现方法

3.1.2. 回滚段保存旧数据

写新数据时，把旧数据转移到一个单独的地方，如回滚段中，其他人读数据时，从回滚段中把旧的数据读出来，如Oracle数据库和MySQL中的innodb引擎。

3.1.3. 旧数据不删除

写新数据时，旧数据不删除，而是把新数据插入。PostgreSQL就是使用的这种实现方法。

• 优点
  • 无论事务进行了多少操作，事务回滚可以立即完成
  • 数据可以进行很多更新，不必像Oracle和MySQL的Innodb引擎那样需要经常保证回滚段不会被用完，也不会像oracle数据库那样经常遇到“ORA-1555”错误的困扰
• 缺点
  • 旧版本的数据需要清理。当然，PostgreSQL 9.x版本中已经增加了自动清理的辅助进程来定期清理
  • 旧版本的数据可能会导致查询需要扫描的数据块增多，从而导致查询变慢

3.2. PostgreSQL的实现

• PostgreSQL MVCC.md

3.3. MySQL InnoDB的实现

• InnoDB MVCC.md

4. 参考

• 浅析MySQL的锁机制 - 哔哩哔哩
• How does MVCC (Multi-Version Concurrency Control) work - Vlad Mihalcea
• PgSQL · 特性分析 · MVCC机制浅析
• postgresql系列_MVCC机制以及锁机制理解 - 简书
• PostgreSQL的MVCC并发处理 | Piglei
• MYSQL MVCC实现原理 - 简书
• Two Phase Locking Protocol - GeeksforGeeks
• 两阶段锁协议 - 使命召唤 - 博客园
• 三级加锁协议_百度百科
• 详解MySQL两阶段加锁协议 - SegmentFault 思否