鎖

一、概念

　　鎖是計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程或線程訪問(wèn)某一個(gè)資源的機(jī)制。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，除傳統(tǒng)的計(jì)算資源（CPU、RAM、IO）的爭(zhēng)用意外，數(shù)據(jù)也是一種許多用戶共享的資源。如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)訪問(wèn)的一致性、有效性是所有數(shù)據(jù)庫(kù)必須解決的一個(gè)問(wèn)題，鎖沖突也是影響數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)訪問(wèn)的一個(gè)重要因素。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，鎖對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)尤其重要，也更加復(fù)雜。本文就以MyISAM和InnoDB兩個(gè)引擎來(lái)說(shuō)明鎖的問(wèn)題；

二、MySQL鎖概述

　　相對(duì)其他數(shù)據(jù)庫(kù)而言，MySQL的鎖機(jī)制比較簡(jiǎn)單，其中最為顯著的特點(diǎn)是不同的引擎具有不同的鎖。比如MyISAM和InnoDB分別采用表鎖、行鎖，但是InnoDB也支持表鎖，默認(rèn)情況下采用行鎖；

三、MySQL表鎖和行鎖對(duì)比

鎖的名稱(chēng)	開(kāi)銷(xiāo)	加鎖速度	死鎖	粒度	并發(fā)性能
表鎖	小	快	不會(huì)出現(xiàn)	大	最低
行鎖	大	慢	出現(xiàn)	小	最高

從鎖的角度來(lái)說(shuō)表鎖適合查詢(xún)?yōu)橹?#xff0c;只有少量按索引條件更新數(shù)據(jù)的應(yīng)用；行鎖適合于大量按索引條件來(lái)并發(fā)更新少量的數(shù)據(jù)，同時(shí)又有并發(fā)查詢(xún)的應(yīng)用；

MyISAM表鎖

?一、查詢(xún)表級(jí)鎖的爭(zhēng)用情況

　　可以通過(guò)table_locks_waited和table_locks_immediate來(lái)分析系統(tǒng)表鎖的爭(zhēng)奪；

如果table_locks_waited的值比較高的話，則說(shuō)明存在較高的表鎖爭(zhēng)奪。

二、表鎖的鎖模式

　　表級(jí)鎖有兩種方式：讀鎖和寫(xiě)鎖，鎖模式的兼容性如下:

?請(qǐng)求鎖模式是否兼容當(dāng)前鎖模式	?讀鎖	?寫(xiě)鎖
?讀鎖	?是	?否
?寫(xiě)鎖	?否	?否

由上表可見(jiàn)，MyISAM表的讀操作是不會(huì)阻塞其他用戶對(duì)同一張表的讀請(qǐng)求，但會(huì)阻塞表的寫(xiě)請(qǐng)求；對(duì)于MyISAM的寫(xiě)操作，則會(huì)阻塞其他用戶對(duì)同一張表的讀和寫(xiě)操作。MyISAM的讀和寫(xiě)操作之間，寫(xiě)操作和寫(xiě)操作之間是串行的。也就是說(shuō)當(dāng)一個(gè)線程獲得一個(gè)表的寫(xiě)鎖之后，只有持有鎖的線程可以執(zhí)行更新操作，其他線程的讀和寫(xiě)都要等待，直到鎖被釋放為止。

三、如何加表鎖

　　MyISAM在執(zhí)行查詢(xún)語(yǔ)句（SELECT）前，會(huì)自動(dòng)給涉及的所有表加讀鎖，在執(zhí)行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會(huì)自動(dòng)給涉及的表加寫(xiě)鎖，這個(gè)過(guò)程并不需要用戶干預(yù)，因此，用戶一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。

　　給MyISAM表加顯示鎖，一般是在一定程度上模擬事務(wù)操作，實(shí)現(xiàn)某一時(shí)間點(diǎn)多個(gè)表大的一致性讀取。例如我們現(xiàn)在有一個(gè)庫(kù)存表和入庫(kù)單表，我們要判斷入庫(kù)單的總數(shù)是否和庫(kù)存表的一致，這個(gè)時(shí)候我們不給這兩個(gè)表加鎖，就可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果，比如在執(zhí)行第一次查詢(xún)庫(kù)存的時(shí)候，入庫(kù)單表發(fā)生了改變。這個(gè)時(shí)候就造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

　　對(duì)以上的列子做出總結(jié)：

　　1、上面的例子在LOCK TABLES時(shí)加了“l(fā)ocal”選項(xiàng)，其作用就是在滿足MyISAM表并發(fā)插入條件的情況下，允許其他用戶在表尾并發(fā)插入記錄；

　　2、在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時(shí)，必須同時(shí)取得所有涉及到表的鎖，并且MySQL不支持鎖升級(jí)。也就是說(shuō)，在執(zhí)行LOCK TABLES后，只能訪問(wèn)顯式加鎖的這些表，不能訪問(wèn)未加鎖的表；同時(shí)，如果加的是讀鎖，那么只能執(zhí)行查詢(xún)操作，而不能執(zhí)行更新操作。其實(shí)，在自動(dòng)加鎖的情況下也基本如此，MyISAM總是一次獲得SQL語(yǔ)句所需要的全部鎖。這也正是MyISAM表不會(huì)出現(xiàn)死鎖的原因。

四、并發(fā)插入　

　　MyISAM的存儲(chǔ)引擎有一個(gè)系統(tǒng)的變量concurrent_insert，專(zhuān)門(mén)用于控制并發(fā)插入的行為，其值分別是0,1,2：

　　1、?當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為0時(shí)，不允許并發(fā)插入。

　　2、?當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為1時(shí)，如果MyISAM表中沒(méi)有空洞（即表的中間沒(méi)有被刪除的行），MyISAM允許在一個(gè)進(jìn)程讀表的同時(shí)，另一個(gè)進(jìn)程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認(rèn)設(shè)置。

　　3、當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為2時(shí)，無(wú)論MyISAM表中有沒(méi)有空洞，都允許在表尾并發(fā)插入記錄。

五、MyISAM的鎖調(diào)度

　　MyISAM的存儲(chǔ)引擎的讀鎖和寫(xiě)鎖互斥的，讀寫(xiě)操作都是串行的。比如現(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程某一個(gè)表的讀鎖，這是同時(shí)有個(gè)進(jìn)程來(lái)請(qǐng)求同一張表的寫(xiě)鎖，這個(gè)時(shí)候MyISAM表會(huì)怎么做呢？結(jié)果就是寫(xiě)鎖先獲取，不僅如此，如果讀鎖先進(jìn)入隊(duì)列，寫(xiě)鎖后進(jìn)入隊(duì)列，這個(gè)時(shí)候也是寫(xiě)鎖現(xiàn)貨的。這是因?yàn)镸ySQL認(rèn)為寫(xiě)比讀重要。這也正是MyISAM表不太合適有大量更新操作和查詢(xún)操作的原因。因?yàn)榇罅康母虏僮魇堑淖x操作難以獲得鎖，從而可能永遠(yuǎn)阻塞，這種情況可能會(huì)變的非常糟糕。但是我們可以設(shè)置MyISAM的調(diào)度行為

1、 通過(guò)指定啟動(dòng)參數(shù)low-priority-updates，使MyISAM引擎默認(rèn)給予讀請(qǐng)求以?xún)?yōu)先的權(quán)利。 2、通過(guò)執(zhí)行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該連接發(fā)出的更新請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)降低。 3、通過(guò)指定INSERT、UPDATE、DELETE語(yǔ)句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語(yǔ)句的優(yōu)先級(jí)。 4、給系統(tǒng)參數(shù)max_write_lock_count設(shè)置一個(gè)合適的值，當(dāng)一個(gè)表的讀鎖達(dá)到這個(gè)值后，MySQL就暫時(shí)將寫(xiě)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)降低，給讀進(jìn)程一定獲得鎖的機(jī)會(huì)。 5、一些需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的查詢(xún)操作，也會(huì)使寫(xiě)進(jìn)程阻塞。

六、什么時(shí)候用表鎖

1、事務(wù)需要更新大部分或全部數(shù)據(jù)，表又比較大，如果使用默認(rèn)的行鎖，不僅這個(gè)事務(wù)執(zhí)行效率低，而且可能造成其他事務(wù)長(zhǎng)時(shí)間鎖等待和鎖沖突，這種情況下可以考慮使用表鎖來(lái)提高該事務(wù)的執(zhí)行速度。

2、事務(wù)涉及多個(gè)表，比較復(fù)雜，很可能引起死鎖，造成大量事務(wù)回滾。這種情況也可以考慮一次性鎖定事務(wù)涉及的表，從而避免死鎖、減少數(shù)據(jù)庫(kù)因事務(wù)回滾帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)。

InnoDB鎖

　　InnoDB和MyISAM的區(qū)別是，InnoDB支持事務(wù)和行級(jí)鎖。行級(jí)鎖和表鎖有很多不同的地方，事務(wù)的引入也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題。

一、事務(wù)

1、事務(wù)的特性

　　原子性：對(duì)數(shù)據(jù)的修改，要么全部成功，要么全部失敗。

　　一致性：在事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候和完成的時(shí)候，數(shù)據(jù)都必須保持一致的狀態(tài)。

　　隔離性：保證事務(wù)在不受外部并發(fā)操作影響的“獨(dú)立”環(huán)境執(zhí)行。也就是事務(wù)處理過(guò)程的中間部分是不可見(jiàn)的。

　　持久性：事務(wù)完成之后，他對(duì)數(shù)據(jù)的修改是永久的，即系統(tǒng)出現(xiàn)故障也可以保持。

2、并發(fā)事務(wù)帶來(lái)的問(wèn)題

　　更新丟失:最后的更新覆蓋了其他事務(wù)所做的更新。解決此問(wèn)題的條件是，當(dāng)前用戶在沒(méi)有提交事務(wù)的時(shí)候，其他用戶是不可以操作的。

　　臟讀：一個(gè)事務(wù)正在對(duì)一條記錄做修改，這個(gè)事務(wù)在完成提交前，這個(gè)時(shí)候另一個(gè)事務(wù)來(lái)讀取這一行的數(shù)據(jù)，就有可能讀到臟數(shù)據(jù)。

　　不可重復(fù)讀：一個(gè)事務(wù)在讀取某些數(shù)據(jù)后的某個(gè)時(shí)間，再次讀取以前讀過(guò)的數(shù)據(jù)，卻發(fā)現(xiàn)其讀出的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變、或某些記錄已經(jīng)被刪除了！

　　幻度：一個(gè)事務(wù)按相同的查詢(xún)條件重新讀取以前檢索過(guò)的數(shù)據(jù)，卻發(fā)現(xiàn)其他事務(wù)插入了滿足其查詢(xún)條件的新數(shù)據(jù)。

3、事務(wù)的隔離級(jí)別

　　a、更新丟失通常應(yīng)該完全可以避免，但防止更新丟失，不能單靠數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)控制來(lái)解決，需要應(yīng)用程序?qū)Ω碌臄?shù)據(jù)加鎖來(lái)解決；

　　b、“臟讀”、“不可重復(fù)讀”和“幻讀”，其實(shí)都是數(shù)據(jù)庫(kù)讀一致性問(wèn)題，必須由數(shù)據(jù)庫(kù)提供一定的事務(wù)隔離機(jī)制來(lái)解決

隔離級(jí)別	讀數(shù)據(jù)一致性	臟讀	不可重復(fù)讀	幻讀
未提交讀（Read uncommitted）	最低級(jí)別，只能保證不讀取物理上損壞的數(shù)據(jù)	是	是	是
已提交度（Read committed）	語(yǔ)句級(jí)	否	是	是
可重復(fù)讀（Repeatable read）	事務(wù)級(jí)	否	否	是
可序列化（Serializable）	最高級(jí)別，事務(wù)級(jí)	否	否	否

4、InnoDB的行鎖模式和加鎖方法

　　

鎖類(lèi)型	可讀（其他事務(wù)）	可寫(xiě)（其他事務(wù)）
共享鎖（S）	是	否
排他鎖（x）	否	否

?

為了行鎖和表鎖共從，InnoDB又提供了兩個(gè)意向鎖（也就是表鎖）

　　意向共享鎖（IS）：事務(wù)打算給數(shù)據(jù)行加行共享鎖，事務(wù)在給一個(gè)數(shù)據(jù)行加共享鎖前必須先取得該表的IS鎖。

　　意向排他鎖（IX）：事務(wù)打算給數(shù)據(jù)行加行排他鎖，事務(wù)在給一個(gè)數(shù)據(jù)行加排他鎖前必須先取得該表的IX鎖。

這四種鎖之間的兼容性如下：

鎖模式	S	X	IS	IX
S	兼容	沖突	兼容	沖突
X	沖突	沖突	沖突	沖突
IS	兼容	沖突?	兼容	兼容
IX	?沖突	?沖突	兼容?	?兼容

如果一個(gè)事務(wù)請(qǐng)求的鎖模式與當(dāng)前的鎖兼容，InnoDB就將請(qǐng)求的鎖授予該事務(wù)；反之，如果兩者不兼容，該事務(wù)就要等待鎖釋放。

意向鎖是InnoDB自動(dòng)加的，不需用戶干預(yù)。對(duì)于UPDATE、DELETE和INSERT語(yǔ)句，InnoDB會(huì)自動(dòng)給涉及數(shù)據(jù)集加排他鎖（X)；對(duì)于普通SELECT語(yǔ)句，InnoDB不會(huì)加任何鎖；

5、InnoDB行鎖的實(shí)現(xiàn)方式

　　InnoDB的行鎖實(shí)現(xiàn)是通過(guò)給索引上的索引項(xiàng)加鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的；也就說(shuō)只有通過(guò)索引檢索數(shù)據(jù)，InnoDB才使用行級(jí)鎖，否則InnoDB將使用表鎖。

注意點(diǎn)：

　　a、在不通過(guò)索引條件查詢(xún)的時(shí)候，InnoDB確實(shí)使用的是表鎖，而不是行鎖。

　　b、由于MySQL的行鎖是針對(duì)索引加的鎖，不是針對(duì)記錄加的鎖，所以雖然是訪問(wèn)不同行的記錄，但是如果是使用相同的索引鍵，是會(huì)出現(xiàn)鎖沖突的。

　　c、當(dāng)表有多個(gè)索引的時(shí)候，不同的事務(wù)可以使用不同的索引鎖定不同的行，另外，不論是使用主鍵索引、唯一索引或普通索引，InnoDB都會(huì)使用行鎖來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)加鎖。

　　d、即便在條件中使用了索引字段，但是否使用索引來(lái)檢索數(shù)據(jù)是由MySQL通過(guò)判斷不同執(zhí)行計(jì)劃的代價(jià)來(lái)決定的，如果MySQL認(rèn)為全表掃描效率更高，比如對(duì)一些很小的表，它就不會(huì)使用索引，這種情況下InnoDB將使用表鎖，而不是行鎖。因此，在分析鎖沖突時(shí)，別忘了檢查SQL的執(zhí)行計(jì)劃，以確認(rèn)是否真正使用了索引。

6、間隙鎖

　　當(dāng)我們用范圍條件而不是相等條件檢索數(shù)據(jù)，并請(qǐng)求共享或排他鎖時(shí)，InnoDB會(huì)給符合條件的已有數(shù)據(jù)記錄的索引項(xiàng)加鎖；對(duì)于鍵值在條件范圍內(nèi)但并不存在的記錄，叫做“間隙（GAP)”，InnoDB也會(huì)對(duì)這個(gè)“間隙”加鎖，這種鎖機(jī)制就是所謂的間隙鎖（Next-Key鎖）。

目的

　　InnoDB使用間隙鎖的目的，一方面是為了防止幻讀，以滿足相關(guān)隔離級(jí)別的要求，如果不使用間隙鎖，如果其他事務(wù)插入了超過(guò)范圍的任何記錄，那么本事務(wù)如果再次執(zhí)行上述語(yǔ)句，就會(huì)發(fā)生幻讀；另外一方面，是為了滿足其恢復(fù)和復(fù)制的需要。

　　很顯然，在使用范圍條件檢索并鎖定記錄時(shí)，InnoDB這種加鎖機(jī)制會(huì)阻塞符合條件范圍內(nèi)鍵值的并發(fā)插入，這往往會(huì)造成嚴(yán)重的鎖等待。因此，在實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，尤其是并發(fā)插入比較多的應(yīng)用，我們要盡量?jī)?yōu)化業(yè)務(wù)邏輯，盡量使用相等條件來(lái)訪問(wèn)更新數(shù)據(jù)，避免使用范圍條件。

死鎖

　　發(fā)生死鎖后，InnoDB一般都能自動(dòng)檢測(cè)到，并使一個(gè)事務(wù)釋放鎖并回退，另一個(gè)事務(wù)獲得鎖，繼續(xù)完成事務(wù)。但在涉及外部鎖，或涉及表鎖的情況下，InnoDB并不能完全自動(dòng)檢測(cè)到死鎖，這需要通過(guò)設(shè)置鎖等待超時(shí)參數(shù) innodb_lock_wait_timeout來(lái)解決。需要說(shuō)明的是，這個(gè)參數(shù)并不是只用來(lái)解決死鎖問(wèn)題，在并發(fā)訪問(wèn)比較高的情況下，如果大量事務(wù)因無(wú)法立即獲得所需的鎖而掛起，會(huì)占用大量計(jì)算機(jī)資源，造成嚴(yán)重性能問(wèn)題，甚至拖跨數(shù)據(jù)庫(kù)。我們通過(guò)設(shè)置合適的鎖等待超時(shí)閾值，可以避免這種情況發(fā)生。

　　通常來(lái)說(shuō)，死鎖都是應(yīng)用設(shè)計(jì)的問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象設(shè)計(jì)、事務(wù)大小，以及訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL語(yǔ)句，絕大部分死鎖都可以避免。下面就通過(guò)實(shí)例來(lái)介紹幾種避免死鎖的常用方法。

　　1、在應(yīng)用中，如果不同的程序會(huì)并發(fā)存取多個(gè)表，應(yīng)盡量約定以相同的順序來(lái)訪問(wèn)表，這樣可以大大降低產(chǎn)生死鎖的機(jī)會(huì)。

　　2、在程序以批量方式處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，如果事先對(duì)數(shù)據(jù)排序，保證每個(gè)線程按固定的順序來(lái)處理記錄，也可以大大降低出現(xiàn)死鎖的可能。

　　3、在事務(wù)中，如果要更新記錄，應(yīng)該直接申請(qǐng)足夠級(jí)別的鎖，即排他鎖，而不應(yīng)先申請(qǐng)共享鎖，更新時(shí)再申請(qǐng)排他鎖，因?yàn)楫?dāng)用戶申請(qǐng)排他鎖時(shí)，其他事務(wù)可能又已經(jīng)獲得了相同記錄的共享鎖，從而造成鎖沖突，甚至死鎖。

　　4、在REPEATABLE-READ隔離級(jí)別下，如果兩個(gè)線程同時(shí)對(duì)相同條件記錄用SELECT...FOR UPDATE加排他鎖，在沒(méi)有符合該條件記錄情況下，兩個(gè)線程都會(huì)加鎖成功。程序發(fā)現(xiàn)記錄尚不存在，就試圖插入一條新記錄，如果兩個(gè)線程都這么做，就會(huì)出現(xiàn)死鎖。這種情況下，將隔離級(jí)別改成READ COMMITTED，就可避免問(wèn)題

　　5、當(dāng)隔離級(jí)別為READ COMMITTED時(shí)，如果兩個(gè)線程都先執(zhí)行SELECT...FOR UPDATE，判斷是否存在符合條件的記錄，如果沒(méi)有，就插入記錄。此時(shí)，只有一個(gè)線程能插入成功，另一個(gè)線程會(huì)出現(xiàn)鎖等待，當(dāng)?shù)?個(gè)線程提交后，第2個(gè)線程會(huì)因主鍵重出錯(cuò)，但雖然這個(gè)線程出錯(cuò)了，卻會(huì)獲得一個(gè)排他鎖！這時(shí)如果有第3個(gè)線程又來(lái)申請(qǐng)排他鎖，也會(huì)出現(xiàn)死鎖。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL之事务、锁的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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