數據庫--鎖
1#定義
數據庫和操作系統一樣，是一個多用戶使用的共享資源。當多個用戶并發地存取數據時，在數據庫中就會產生多個事務同時存取同一數據的情況。若對并發操作不加控制就可能會讀取和存儲不正確的數據，破壞數據庫的一致性。
加鎖是實現數據庫并發控制的一個非常重要的技術。在實際應用中經常會遇到的與鎖相關的異常情況，當兩個事務需要一組有沖突的鎖，而不能將事務繼續下去的話，就會出現死鎖，嚴重影響應用的正常執行。
在數據庫中有兩種基本的鎖類型：排它鎖（Exclusive Locks，即X鎖）和共享鎖（Share Locks，即S鎖）。
@當數據對象被加上排它鎖時，其他的事務不能對它讀取和修改。
@加了共享鎖的數據對象可以被其他事務讀取，但不能修改。
數據庫利用這兩種基本的鎖類型來對數據庫的事務進行并發控制。
2#悲觀鎖，正如其名，它指的是對數據被外界（包括本系統當前的其他事務，以及來自外部系統的事務處理）修改持保守態度，因此，在整個數據處理過程中，將數據處于鎖定狀態。悲觀鎖的實現，往往依靠數據庫提供的鎖機制（也只有數據庫層提供的鎖機制才能真正保證數據訪問的排他性，否則，即使在本系統中實現了加鎖機制，也無法保證外部系統不會修改數據）。
一個典型的倚賴數據庫的悲觀鎖調用：
select * from account where name=”Erica” for update
這條 sql 語句鎖定了 account 表中所有符合檢索條件（name=“Erica”）的記錄。本次事務提交之前（事務提交時會釋放事務過程中的鎖），外界無法修改這些記錄。
悲觀鎖大多數情況下依靠數據庫的鎖機制實現，以保證操作最大程度的獨占性。但隨之而來的就是數據庫性能的大量開銷，特別是對長事務而言，這樣的開銷往往無法承受。如一個金融系統，當某個操作員讀取用戶的數據，并在讀出的用戶數據的基礎上進行修改時（如更改用戶帳戶余額），如果采用悲觀鎖機制，也就意味著整個操作過程中（從操作員讀出數據、開始修改直至提交修改結果的全過程，甚至還包括操作員中途去煮咖啡的時間），數據庫記錄始終處于加鎖狀態，可以想見，如果面對幾 百上千個并發，這樣的情況將導致怎樣的后果。
3#樂觀鎖機制在一定程度上解決了這個問題。樂觀鎖，大多是基于數據版本（Version）記錄機制實現。何謂數據版本？即為數據增加一個版本標識，在基于數據庫表的版本解決方案中，一般是通過為數據庫表增加一個 “version” 字段來實現讀取出數據時，將此版本號一同讀出，之后更新時，對此版本號加一。此時，將提交數據的版本數據與數據庫表對應記錄的當前版本信息進行比對，如果提交的數據版本號大于數據庫表當前版本號，則予以更新，否則認為是過期數據。
對于上面修改用戶帳戶信息的例子而言，假設數據庫中帳戶信息表中有一個 version 字段，當前值為 1 ；而當前帳戶余額字段（ balance ）為 $100 。
1 操作員 A 此時將其讀出（ version=1 ），并從其帳戶余額中扣除 $50（ $100-$50 ）。
2 在操作員 A 操作的過程中，操作員 B 也讀入此用戶信息（ version=1 ），并從其帳戶余額中扣除 $20 （ $100-$20 ）。
3 操作員 A 完成了修改工作，將數據版本號加一（ version=2 ），連同帳戶扣除后余額（ balance=$50 ），提交至數據庫更新，此時由于提交數據版本大于數據庫記錄當前版本，數據被更新，數據庫記錄 version 更新為 2 。
4 操作員 B 完成了操作，也將版本號加一（ version=2 ）試圖向數據庫提交數據（ balance=$80 ），但此時比對數據庫記錄版本時發現，操作員 B 提交的數據版本號為 2 ，數據庫記錄當前版本也為 2 ，不滿足 “ 提交版本必須大于記錄當前版本才能執行更新 “ 的樂觀鎖策略，因此，操作員 B 的提交被駁回。這樣，就避免了操作員 B 用基于version=1的舊數據修改的結果覆蓋操作員 A 的操作結果的可能。
4#死鎖
死鎖的第一種情況
一個用戶A 訪問表A(鎖住了表A),然后又訪問表B；另一個用戶B 訪問表B(鎖住了表B)，然后企圖訪問表A；這時用戶A由于用戶B已經鎖住表B，它必須等待用戶B釋放表B才能繼續，同樣用戶B要等用戶A釋放表A才能繼續，這就死鎖就產生了。
解決方法：
這種死鎖比較常見，是由于程序的BUG產生的，除了調整的程序的邏輯沒有其它的辦法。仔細分析程序的邏輯，對于數據庫的多表操作時，盡量按照相同的順序進行處理，盡量避免同時鎖定兩個資源，如操作A和B兩張表時，總是按先A后B的順序處理， 必須同時鎖定兩個資源時，要保證在任何時刻都應該按照相同的順序來鎖定資源。
死鎖的第二種情況
用戶A查詢一條紀錄，然后修改該條紀錄；這時用戶B修改該條紀錄，這時用戶A的事務里鎖的性質由查詢的共享鎖企圖上升到獨占鎖，而用戶B里的獨占鎖由于A有共享鎖存在所以必須等A釋放掉共享鎖，而A由于B的獨占鎖而無法上升的獨占鎖也就不可能釋放共享鎖，于是出現了死鎖。這種死鎖比較隱蔽，但在稍大點的項目中經常發生。如在某項目中，頁面上的按鈕點擊后，沒有使按鈕立刻失效，使得用戶會多次快速點擊同一按鈕，這樣同一段代碼對數據庫同一條記錄進行多次操作，很容易就出現這種死鎖的情況。
解決方法：
1、對于按鈕等控件，點擊后使其立刻失效，不讓用戶重復點擊，避免對同時對同一條記錄操作。
2、使用樂觀鎖進行控制。
3、使用悲觀鎖進行控制。
死鎖的第三種情況
如果在事務中執行了一條不滿足條件的update語句，則執行全表掃描，把行級鎖上升為表級鎖，多個這樣的事務執行后，就很容易產生死鎖和阻塞。類似的情況還有當表中的數據量非常龐大而索引建的過少或不合適的時候，使得經常發生全表掃描，最終應用系統會越來越慢，最終發生阻塞或死鎖。
解決方法：
SQL語句中不要使用太復雜的關聯多表的查詢；使用“執行計劃”對SQL語句進行分析，對于有全表掃描的SQL語句，建立相應的索引進行優化。
posted on 2010-02-04 14:16
何克勤 閱讀(293)
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