系统在不同场景下会采用加锁机制来确保数据一致性和线程安全。以下是主要的应用场景:
一、数据库事务加锁
数据修改操作 当事务对数据库中的数据对象(如行、表)进行修改(如INSERT、UPDATE、DELETE)时,需先加锁以确保其他事务无法同时修改同一数据。例如,在MySQL中,`SELECT ... FOR UPDATE` 会对查询结果加排他锁,防止其他事务修改这些行。
事务隔离级别
不同隔离级别通过加锁策略实现数据可见性控制:
- 读未提交(Read Uncommitted): 允许脏读、不可重复读和幻读; - 读已提交(Read Committed)
- 可重复读(Repeatable Read):通过多版本并发控制(MVCC)实现,防止不可重复读;
- 串行化(Serializable):完全避免并发问题,但性能开销最大。
二、多线程同步加锁
互斥锁(Mutex) 用于保护共享资源,确保同一时间只有一个线程能访问。例如,在Linux内核中,`spin_lock` 是自旋锁,线程会忙等待锁释放;`mutex` 则会阻塞其他线程直到锁可用。
读写锁(RwLock)
允许多个读线程同时访问,但写线程独占。适用于读多写少的场景,如文件读写操作。
信号量(Semaphore)
控制对有限资源的访问,常用于限制并发数量。例如,限制同时访问数据库连接数的上限。
三、其他场景
操作系统级锁定
- 硬件设备: 如磁盘I/O、网络接口等,需通过锁机制避免资源竞争; - 进程间同步
软件级加锁 - 临界区保护:
在代码中通过 `lock()`、`mutex_lock()` 等函数保护共享数据段;
- 线程中断处理:如数据库事务中,中断可能导致锁竞争异常,需特殊处理。
四、加锁释放机制
显式释放:通过 `unlock()`、`mutex_unlock()` 等函数释放锁;
自动释放:事务提交(commit)或回滚(rollback)时自动释放锁。
总结
加锁是确保数据一致性和线程安全的核心机制,广泛应用于数据库事务、多线程编程及操作系统资源管理。合理使用锁类型和策略,可平衡性能与安全性。