Mysql锁

mysql的两种锁

  • 表锁:开销小,加锁快,锁粒度大,不会出现死锁;并发度最低,遇到锁冲突的概率高
  • 行锁:开销大,加锁慢,锁粒度小,会出现死锁;并发度高,遇到锁冲突的概率低

mysql不同的存储引擎支持不同的锁机制,myisam支持表锁,innodb支持表锁和行锁;

表锁适合查询,少量按索引条件更新的应用

行锁适合大量更新少量数据的场景,也是和并发查询

innodb和myisam最大的不同就是,innodb支持事务和行锁

Innodb锁

并发事务隐含的问题

  • 丢失更新

一个事务更新的数据被另外事务的更新的数据覆盖,丢失掉本事务更新的数据

  • 脏读

读到别的事务未提交的数据

  • 不可重复读

条件相同,两次读取的数据不一致,不可重复读

  • 幻读

查询到一批数据,在下次查询之前,有别的事务插入了数据,导致再次查询时查到的数据不一致,出现“幻觉”

更新了一批数据,别的事务又做了更新,查询时和预期出现偏差,出现“幻觉”

事务隔离级别

对于丢失更新的问题,通常是可以避免的,需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决。

对于脏读、不可重复读、幻读,实际上是数据库数据一致性状态的问题,需要数据库提供不同的事务隔离级别来实现,mysql提供的方案是1.对数据加锁;2.MVCC(多版本并发控制),本质是提供某时刻的数据库快照。

事务的隔离级别有:

  • 读未提交
  • 读已提交
  • 可重复读
  • 串行化
    这是ISO制定的标准,各数据库实现了该标准。

越往下级别越严格,更不容易造成数据并发问题,但是并发度越低,付出的代价越大,mysql默认的事务隔离级别是可重复读,其它数据库(oracle等)的默认隔离级别是读已提交。

Innodb锁模式

为了提供多粒度的锁,innodb表锁和行锁是并存的

行锁有两种:

  • 共享锁(X):允许事务读一行,不允许其它事务获取该数据的排它锁;
  • 排它锁(S):允许获得排它锁的事务更新数据,不允许其它事务获取该数据的共享锁和排它锁;

说白了,共享锁和排它锁有点像读锁和写锁,读读之间是互斥的,读写/写写之间是互斥的(这里跟严格意义的读写锁有点区别)。对于更新操作(insert、update、delete),mysql默认会加排它锁,对于普通的查询操作(select),mysql不会加任何锁,但是我们可以手动加,方式如下:

select ...... lock in share mode,为共享锁(mysql 8.0版本之后也可以写成for share)
select ...... for update,为排它锁

用 select... in share mode 获得共享锁,主要用在需要数据依存关系时来确认某行记录是否存在,并确保没有人对这个记录进行 update 或者 delete 操作。但是如果当前事务也需要对该记录进行更新操作,则有可能造成死锁,对于锁定行记录后需要进行更新操作的应用,应该使用 select... for update 方式获得排他锁。

表锁也有两种:

  • 共享锁(IX):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的 IS 锁
  • 排它锁(IS):事务打算给数据行加行排它锁,事务在给一个数据行加排它锁前必须先取得该表的 IX 锁

表锁的是innodb内部的锁,不需要我们手动加。

Innodb行锁的实现方式

innodb的行锁是通过对索引项加锁实现的,如果没有索引项,会通过隐藏的聚簇索引对记录加锁。

  • record lock: 又称“行锁”,对索引项加锁
  • gap lock: 对索引项之间的“间隙”,比如数据库有age=1和age=5两条数据,在1-5之间会有间隙,可以加间隙锁,负无穷到-1,5到正无穷也有间隙,一般是左开又闭的
  • next-key lock: 前两种的结合,对记录及其前面的间隙加锁

所以如果在不通过索引条件查询数据时,默认对所有记录都会加锁,innodb 会锁定表中的所有记录,跟表锁的效果一样;如果使用了索引条件查询,例如“select * from user where id=1 for update”这样的语句,如果id是索引,这句查询的效果只会对id=1的那条记录加行锁。

(有一种情况除外,如果数据表中的数据很少,mysql认为全表扫面的效率更高,可能也不会使用索引,此时就会对全表数据加锁,所以,在分析锁冲突时,最好使用explain语句求证下)

为什么使用next-key lock

当使用范围查找时,会把存在的数据和间隙都加锁,避免幻读的发生。

比如数据库中有id=1,2,...,10一共10条数据,如果使用条件id>9查询,会把id=10使用行锁(record lock)加锁,对(10,正无穷)之间使用间隙锁加锁,也就是使用了next-key lock。如果事务1读取了id>9的数据,此时事务2 插入一条id=11的数据,事务1再次读取时读到的数据就不一样,发生幻读,使用next-key lock就可以避免这个问题。另外,next-key lock 对恢复和复制也是需要的。

什么时候使用表锁

表锁是mysql内部加的,大部分时间都使用行锁,因为事务和行锁是我们使用innodb的理由,只在一些特殊场景中会使用表锁:

  • 更新大表中的大部分数据。此时使用行锁,更新效率低,数据需要一行行加锁,效率不及表锁,而且容易造成其它事务等待锁,容易造成锁冲突和死锁;
  • 涉及多个表。可能引起死锁造成大量事务回滚,可以用表锁,一次性锁住多个表。

innodb下,表锁使用可以使用语句"lock table",解锁用"unlock table",要说明的是,提交或回滚事务不会自动解锁,所以必须手动解锁,但是解锁会默认提交事务。

死锁优化

myisam不会发生死锁,因为myisam是一次性获取所有的锁,而innodb是操作数据时才获取对应的行锁或表锁,所以innodb会发生死锁。

发生死锁后,innodb 一般都能自动检测到,并使一个事务释放锁回退,另一个事务获得锁,继续完成事务。但在涉及外部锁或表锁的情况下,innodb 并不能完全自动检测到死锁,只需要通过设置锁等待超时参数 innodb_lock_wait_timeout 来解决。需要说明的是,这个参数并不是只用来解决死锁问题,在并发访问比较高的情况下,如果大量事务因无法立即获得所需的锁而挂起,会占用大量计算机资源,造成严重的性能问题,甚至拖垮数据库。

通常来说,在业务流程,数据库表对象设计,事务大小,以及数据库sql语句进行合理的设计或改造,死锁都可以被避免或解决

几种避免死锁的方法:

1.如果涉及多张表并发存取,应该尽量以相同的顺序来访问,相同顺序访问数据库,不会造成死锁;

2.在程序以批量方式处理数据的时候,如果事先对数据排序,保证每个线程按固定的顺序来处理记录,也可以大大降低出现死锁的可能;

3.在事务中,如果更新记录,应该申请排他锁更新,而不是想申请共享锁,更新时再申请排他锁的方式,因为不同的事务同时申请了共享锁后不释放,排它锁也可能互相等待;

查看 Innodb 行锁争用情况

通过查看 innodb_row_lock 状态变量可以分析数据库的锁竞争情况

image

如果发现锁争用比较严重,如 Innodb_row_lock_waits 和 Innodb_row_lock_time_avg 的值比较高。

本文主要内容引用自:
https://segmentfault.com/a/1190000011164489

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