Innodb的锁

简介: 基础
行锁
  • 共享锁 S锁,就是读锁,允许事务读一行数据,不能被修改。所以读锁之间不排斥
  • 互斥锁 X锁,就是写锁,就是让当前事务可以修改这行数据,其他事务不能修改这行数据
记录锁 record lock

记录锁定是对单条索引记录的锁定。例如, SELECT c1 FROM t WHERE c1 = 10 FOR UPDATE; 可以防止从插入,更新或删除行。

间隙锁 gap lock

间隙锁就会对记录之间的间隙加锁,防止数据插入。就是我们在使用实时读(SELECT FOR … UPDATE)或者更新,为了防止读的过程中有新的数据插入,会对我们读的数据的左右区间进行加锁,防止其他事务插入数据,所以间隙锁之间是不排斥的,间隙锁排斥的只是插入数据的操作。

下一键锁 next-key lock

next-key lock就是会锁记录以及记录之间的间隙,就是 record lock 和 gap lock的组合,就是会对索引记录加记录锁 + 索引记录前面间隙上的锁”,就是对要更新的数据的左右两个端点加间隙锁,

例如num是一个普通索引,非唯一性索引,已有数据是1,5,10,20,30

那么 next-key lock可以锁定的区间是

(负无穷,1]
(1,5]
(5,10]
(10,20]
(20,30]
(30,正无穷)点击复制代码复制出错复制成功
//更新操作
update table set note = '1' where num = 10;
//或者是使用实时读
SELECT * FROM table WHERE num = 10 for UPDATE;点击复制代码复制出错复制成功

如果num是唯一性索引,那么只需要对num为10的这条索引加锁就行了(就加一个Record lock锁),因为不用担心其他事务再插入一条num为10的数据,因为会有唯一性判断。但是如果num是非唯一性索引,为了防止事务执行过程中有num为10的数据插入,那么会对(5,10]和(10,20]这两个区间加锁。

B树是什么?

平衡二叉树就是每个节点左右子树的高度差小于等于1,B树其实是一个平衡多路查找树,假设是M阶的,

1.根节点至少有一个关键字。(这里的关键字可以理解为每个节点的子节点)

2.非根非页节点的关键字数是 需要<=m-1并且>ceil(m/2)-1。

3.节点内的元素从左到右递增,左边节点的所有元素值<右边节点的所有元素值。

4.叶子节点在同一层,高度一致。

跟二叉树相比,因为每个节点关键字会多很多,所以相同的关键字数时,层级会少很多,会减少查找时间和复杂度。

B树与B+树的区别是什么?

B+树是为磁盘存储专门设计的一M阶多路平衡查找树(阶数可以理解为每个节点最多的孩子节点的个数,二叉树就是2阶),所有记录节点都是按照从小到大顺序存放在最后一层的叶子节点上,由各叶子节点的指针相连接。可以认为一个叶子节点就是一个内存页(默认情况下,一个内存页大小为16K),每个内存页里面存储多个数据行,内存页直接通过指针连接,形成一个双向链表,所以叶子节点在逻辑上是连续的,在物理上不是连续存储的,就是每个叶子节点可以存储在不同地址上,通过指针相互连接。每个非叶子节点(也就是索引节点)也是一个内存页,里面存储了很多索引节点的值,但是B+树索引节点只存索引值,不存数据行的数据,这样可以让每个索引内存页存储更多的索引值,这样可以使得B+树的层数更少(这也是B+树比B树更优的地方)。B+树在数据库的中实现一般是只有2到4层,机械磁盘一般1秒可以进行100次IO,也意味着每次在B+树中的查询操作可以在20ms到40ms之间完成。

1.B树每个节点会保存关键字,索引和数据。而B+树只有叶子节点保存数据,其他节点只保存关键字和索引。所以相同的内存空间可以容纳更多的索引节点。

2.B+树的所有数据都存在叶子节点上,所以查询会更加稳定,而且相邻的叶子节点都是连接在一起的,更加适合区间查找和搜索。

B+树与二叉树区别是什么?为什么不用红黑树?

红黑树是一个平衡的二叉查找树。有以下几个性质:

1.根节点和叶子节点都是黑色的(这里的叶子节点指的是普通的节点增加的一个黑色的空节点)。

2.红色节点的子节点必须是黑色的,也就是不能有两个红色节点连续。

3.黑色的节点可以连续,但是从根节点到叶子节点的所有路径包含的黑色节点的个数是一致的。(所以根节点到叶子节点的最长路径<=最短路径的两倍)

红黑树是二叉查找树(也就是每个节点的左子树<当前节点的值,右子树所有节点>=当前节点值),但不是严格意义上的平衡二叉树,因为平衡二叉树要求任何节点的左右子树高度差是<=1,红黑树根节点到叶子节点的最长路径会<=最短路径的两倍,所有他是大致意义上的平衡树。

相比于AV树(也就是自平衡的二叉查找树,左右子树高度差不超过1),红黑树插入,删除效率更高。因为不需要保证绝对的平衡,任何不平衡需要的旋转次数不超过3次,即便在最坏的情况下,红黑树能够以O(log(N))的时间复杂度进行搜索、插入、删除操作。

与红黑树的比较

红黑树等平衡树也可以用来实现索引,但是文件系统及数据库系统普遍采用 B+ Tree 作为索引结构,主要有以下两个原因:

(一)更少的查找次数

平衡树查找操作的时间复杂度和树高 h 相关,O(h)=O(logdN),其中 d 为每个节点的出度。

红黑树的出度为 2,而 B+ Tree 的出度一般都非常大,所以红黑树的树高 h 很明显比 B+ Tree 大非常多,查找的次数也就更多。

(二)利用磁盘预读特性

为了减少磁盘 I/O 操作,磁盘往往不是严格按需读取,而是每次都会预读。而B+数中存储的叶子节点在内存中是相邻的,这样可以读取会快一些。

(三)存储更多的索引节点

B+树跟B树的区别就是B+是叶子节点存储数据,非叶子节点(也就是索引节点)只存储索引项,B树是所有节点都存储数据,而每个节点都是磁盘的一个内存页,内存页大小是固定,B+树的每个索引节点可以容纳的索引值更多,与B树相比,B+树的层数更少。

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