新时代数据库的崛起，TiDB 6.0 的乐观与悲观锁对决

2023-12-13 08:25:25

在数据库的世界里，乐观事务和悲观事务是两个重要概念，代表着不同的数据并发控制方式。本文将带你深入探索 TiDB 6.0 版本中针对悲观事务进行优化所引入的内存悲观锁的原理，并结合压测数据验证其带来的性能提升。

一、从乐观到悲观，事务控制的演变之路

1. 乐观事务：对并发充满信心

乐观事务是一种对并发充满信心的事务控制方式，它假设在事务执行过程中不会发生任何冲突。当一个事务开始执行时，它不会立即对数据进行加锁，而是等到事务执行完成，准备提交时才对数据进行检查，如果发现有冲突，则会回滚事务，否则则会提交事务。

乐观事务的优点是并发性高，因为在事务执行过程中没有锁的开销，因此可以支持更多的并发事务。但其缺点是容易出现脏写（即一个事务修改了已经被另一个事务修改过的数据）和不可重复读（即一个事务在执行过程中多次读取同一数据，每次读取到的数据不一致）等问题。

2. 悲观事务：宁可错杀，不可放过

悲观事务是一种对并发不太信任的事务控制方式，它假设在事务执行过程中可能会发生冲突。因此，当一个事务开始执行时，它会立即对数据进行加锁，以防止其他事务对数据进行修改。这样可以保证事务的原子性和一致性，但缺点是并发性较低，因为在事务执行过程中锁定了数据，会影响其他事务对数据的访问。

二、TiDB 6.0 的内存悲观锁优化

TiDB 6.0 版本对悲观锁进行了优化，引入了内存悲观锁。内存悲观锁是一种将锁数据结构存储在内存中的悲观锁实现方式。这种方式可以减少锁操作对磁盘的访问，从而提高悲观锁的性能。

1. 内存悲观锁的原理

TiDB 的内存悲观锁使用一种叫做「锁桶」的数据结构来存储锁信息。每个锁桶对应一个数据行的锁，锁桶中存储了该数据行的锁状态、事务ID和锁等待队列等信息。当一个事务需要对某一行数据加锁时，它会首先检查该数据行的锁桶，如果锁桶中没有锁，则会将锁加到锁桶中。如果锁桶中已经存在锁，则事务会进入锁等待队列，等待该锁被释放。

2. 内存悲观锁的优势

内存悲观锁与传统悲观锁相比，具有以下优势：

减少磁盘访问：传统悲观锁将锁数据结构存储在磁盘上，每次加锁或解锁都需要访问磁盘，这会带来额外的性能开销。内存悲观锁将锁数据结构存储在内存中，避免了磁盘访问，从而提高了锁的性能。
提高并发性：传统悲观锁在事务执行过程中会锁定数据，这会影响其他事务对数据的访问，从而降低并发性。内存悲观锁只在事务需要访问数据时才加锁，其他事务仍然可以访问该数据，从而提高了并发性。