mysql并发操作引发的一些思考

2023年8月25日 208次阅读 来源: xsren

最近公司项目中用到了关系型数据库mysql，其中会涉及到并发操作，之前也用过mysql，但是只是停在了简单的用上面（老大搭好架子、写好demo，我模仿），趁放假好好看看相关的资料，解决一下我一直以来的疑惑。

在网上查阅文章的过程中，我对mysql有了新的认识，对锁、事务等有了了解。感觉要深入理解mysql锁还是需要花费很多时间的，在这里我先浅尝辄止，只记录一下自己的理解。

我的疑惑：

一、应用程序层如何在高并发下保证数据一致性？
二、数据库层（mysql）是否已经保证了高并发下的数据一致性？如果是，如何实现的？
三、分布式时如何在高并发下保证数据一致性？
四、sqlalchemy如何保证高并发下的数据一致性？

一、应用程序层如何在高并发下保证数据一致性？

这个还是比较好解决的。不管是多线程还是多进程只要用锁就能保证数据一致性，当然这样会损失效率。

二、数据库层（mysql）是否已经保证了高并发下的数据一致性？如果是，如何实现的？

使用InnoDB在特定隔离级别下时可以保证高并发下的数据一致性的，具体看下面：

1、mysql是支持多种存储类型的，现在用的最多的是InnoDB（后续分析都是围绕InnoDB）

通过查资料，我对mysql有了新的认识：

mysql是开源的关系型数据库，它提供了很多种类型的存储引擎，我们可以根据对数据处理的需求，选择不同的存储引擎，从而最大限度的利用MySQL强大的功能。

这是介绍mysql engines的文章,现在主要用的是InnoDB，之前公司用过MyISAM。

InnoDB
InnoDB是一个健壮的事务型存储引擎，为用户操作非常大的数据存储提供了一个强大的解决方案。
InnoDB还引入了行级锁定和外键约束，在以下场合下，使用InnoDB是最理想的选择：
1.更新密集的表。InnoDB存储引擎特别适合处理多重并发的更新请求。
2.事务。InnoDB存储引擎是支持事务的标准MySQL存储引擎。
3.自动灾难恢复。与其它存储引擎不同，InnoDB表能够自动从灾难中恢复。
4.外键约束。MySQL支持外键的存储引擎只有InnoDB。
5.支持自动增加列AUTO_INCREMENT属性。
一般来说，如果需要事务支持，并且有较高的并发读取频率，InnoDB是不错的选择。

MyISAM
据说已经被淘汰了，现在用的很少。支持选择密集或者插入密集的场景。
MyISAM表无法处理事务，这就意味着有事务处理需求的表，不能使用MyISAM存储引擎。MyISAM存储引擎特别适合在以下几种情况下使用：
1.选择密集型的表。MyISAM存储引擎在筛选大量数据时非常迅速，这是它最突出的优点。
2.插入密集型的表。MyISAM的并发插入特性允许同时选择和插入数据。例如：MyISAM存储引擎很适合管理邮件或Web服务器日志数据。

2、InnoDB自己对sql进行加锁，我们要做的选择合适的隔离级别和避免死锁

参考文章：
Innodb中的事务隔离级别和锁的关系-美团技术分享
MySQL 加锁处理分析-阿里数据库专家写的
我看了十几篇文章，最后看完这两篇文章，才真正对数据库锁有了了解，建议阅读这两篇。
我的总结：

（1） 数据库遵循的是两段锁协议，将事务分成两个阶段，加锁阶段和解锁阶段（所以叫两段锁）

（2）在数据库操作中，为了有效保证并发读取数据的正确性，提出的事务隔离级别。我们的数据库锁，也是为了构建这些隔离级别存在的。

  • 未提交读(Read Uncommitted)：允许脏读，也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数据
  • 提交读(Read Committed)：只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别 (不重复读)
  • 可重复读(Repeated Read)：可重复读。在同一个事务内的查询都是事务开始时刻一致的，InnoDB默认级别。在SQL标准中，该隔离级别消除了不可重复读，但是还存在幻象读
  • 串行读(Serializable)：完全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞

（3）InnoDB通过乐观锁（实现方式是MVCC）在RR级别中，解决了快照读时出现幻读的问题。

快照读：就是select

  • select * from table ….;

当前读：特殊的读操作，插入/更新/删除操作，属于当前读，处理的都是当前的数据，需要加锁。

  • select * from table where ? lock in share mode;
  • select * from table where ? for update;
  • insert;
  • update ;
  • delete;

（4）行锁防止别的事务修改或删除，GAP锁防止别的事务新增，行锁和GAP锁结合形成的的Next-Key锁共同解决了RR级别在写数据(即当前读)时的幻读问题。

（5）综上：在InnoDB的RR隔离级别下，基本不需要自己加锁，因为InnoDB本身都帮着干了，除非你在数据时效特别敏感的业务中需要当前读，比如select * from table where ? for update。

三、分布式时如何在高并发下保证数据一致性？

我觉得有两种方式：
1、使用自身支持分布式的数据库
2、使用数据库中间件，比如360开源的Atlas，阿里云的DRDS服务（现在的云服务特别的方便，大大减小了小公司的运维成本，但是还是需要懂相关的基础知识才行）

四、sqlalchemy如何保证高并发下的数据一致性？

sqlalchemy使用session的时候，大多数情况都是不需要自己加锁的。如果需要当前读则可以调用函数with_for_update。

2017.01.04更新
补充其他一些概念：

1、脏读、不重复读、幻读：

（1）脏读，最容易理解。另一个事务修改了数据，但尚未提交，而本事务中的SELECT会读到这些未被提交的数据。 （2）不重复读。解决了脏读后，会遇到，同一个事务执行过程中，另外一个事务提交了新数据，因此本事务先后两次读到的数据结果会不一致。 （3）幻读。解决了不重复读，保证了同一个事务里，查询的结果都是事务开始时的状态（一致性）。但是，如果另一个事务同时提交了新数据，本事务再更新时，就会“惊奇的”发现了这些新数据，貌似之前读到的数据是“鬼影”一样的幻觉。

2、主键：

参考网页
主键，是索引的一种，并且是唯一性索引的一种。 （1）主键是NOT NULL和UNIQUE的 （2）主键可以是联合主键 （3）无特殊需求下Innodb建议使用与业务无关的自增ID作为主键（走过弯路） （4）主键可以，但是mysql官方建议有

3、外键：

参考网页
外键的使用条件： （1）两个表必须是InnoDB表，MyISAM表暂时不支持外键（据说以后的版本有可能支持，但至少目前不支持）； （2）外键列必须建立了索引，MySQL 4.1.2以后的版本在建立外键时会自动创建索引，但如果在较早的版本则需要显示建立； （3）外键关系的两个表的列必须是数据类型相似，也就是可以相互转换类型的列，比如int和tinyint可以，而int和char则不可以； 外键的好处：可以使得两张表关联，保证数据的一致性和实现一些级联操作；

    原文作者：xsren
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