MySQL基础篇(06)：事务管理，锁机制案例详解
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一、鎖概念簡介
1、基礎(chǔ)描述
鎖機(jī)制核心功能是用來協(xié)調(diào)多個(gè)會(huì)話中多線程并發(fā)訪問相同資源時(shí)，資源的占用問題。鎖機(jī)制是一個(gè)非常大的模塊，貫徹MySQL的幾大核心難點(diǎn)模塊：索引，鎖機(jī)制，事務(wù)。這里是基于MySQL5.6演示的幾種典型場景，對(duì)面MySQL這幾塊問題時(shí)，有分析流程和思路是比較關(guān)鍵的。在MySQL中常見這些鎖概念：共享讀鎖、排它寫鎖 ; 表鎖、行鎖、間隙鎖。
2、存儲(chǔ)引擎和鎖
- MyISAM引擎：基于讀寫兩種模式，支持表級(jí)鎖 ;
- InnoDB引擎：支持行級(jí)別讀寫鎖，跨行的間隙鎖,InnoDB也支持表鎖 ;
3、鎖操作API
- LOCK TABLE name [READ,WRITE] ;加表鎖
- UNLOCK TABLES ; 釋放標(biāo)所
二、MyISAM鎖機(jī)制
1、基礎(chǔ)描述
MySQL的表級(jí)鎖有兩種模式：共享讀鎖（Read-Lock）和排它寫鎖（Write-Lock）。針對(duì)MyISAM表的讀操作，不會(huì)阻塞其他線程對(duì)同一表的讀請(qǐng)求，但阻塞對(duì)同一表的寫請(qǐng)求；針對(duì)MyISAM表的寫操作，會(huì)阻塞其他線程對(duì)同一表的讀和寫操作；MyISAM引擎讀寫操作之間，以及寫與寫操作之間是串行化。當(dāng)一次會(huì)話線程獲取表的寫鎖后，只有當(dāng)前持有鎖的會(huì)話線程可以對(duì)表進(jìn)行操作。其它線程的讀、寫操作都會(huì)等待，直到鎖被釋放為止。
2、驗(yàn)證案例
基于上面的表鎖機(jī)制特點(diǎn)，使用下面兩個(gè)案例驗(yàn)證。
- 基礎(chǔ)表結(jié)構(gòu)
- 共享讀鎖
會(huì)話窗口一
-- 1、加讀鎖 LOCK TABLE dc_user READ ; -- 2、當(dāng)前會(huì)話查詢，OK SELECT * FROM dc_user ; -- 4、當(dāng)前會(huì)話寫入，Error INSERT INTO dc_user (user_name,tell_phone) VALUES ('lock01','13267788998'); -- 6、查詢其他表,Error SELECT * FROM dc_user_info ; -- 7、釋放鎖 UNLOCK TABLES ;會(huì)話窗口二
-- 3、其他會(huì)話查詢，OK SELECT * FROM dc_user ; -- 5、其他會(huì)話寫入，Error INSERT INTO dc_user (user_name,tell_phone) VALUES ('lock01','13267788998'); -- 8、再次執(zhí)行寫入讀取，OK INSERT INTO dc_user (user_name,tell_phone) VALUES ('lock01','13267788998'); SELECT * FROM dc_user ;這里驗(yàn)證表鎖的共享讀機(jī)制。
- 排它寫鎖
這里驗(yàn)證表鎖的排它寫機(jī)制。
- 查詢鎖爭用
通過下面語句查看配置，
show status like 'table%';Table_locks_waited的值越大，鎖爭用情況越嚴(yán)重，效率則越低下。
3、并發(fā)寫入問題
針對(duì)排它寫鎖的測試案例再說明：在一定條件下，MyISAM表也支持查詢和插入操作的并發(fā)執(zhí)行。通過配置系統(tǒng)變量concurrent_insert的值[0,1,2]，可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)寫入。
- concurrent_insert=0，禁止并發(fā)寫入;
- concurrent_insert=1，默認(rèn)配置AUTO，在MyISAM表中沒有空洞，即表的中間沒有被刪除的行，例如[1,2,3],刪除2之后[1,3]，則允許在讀表的同時(shí)，另一個(gè)線程從表尾寫入記錄。
- concurrent_insert=2，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾并發(fā)插入記錄。
在下面的例子中，session_1獲得了一個(gè)表的READ LOCAL鎖，該線程可以對(duì)表進(jìn)行查詢操作，但不能對(duì)表進(jìn)行更新操作；其他的線程（session_2），雖然不能對(duì)表進(jìn)行刪除和更新操作，但卻可以對(duì)該表進(jìn)行并發(fā)插入操作，這里假設(shè)該表中間不存在空洞。
4、優(yōu)先級(jí)問題
MyISAM存儲(chǔ)引擎的讀鎖和寫鎖是互斥的，讀寫操作是串行的。但是當(dāng)一個(gè)讀操作和寫操作同時(shí)請(qǐng)求，寫數(shù)據(jù)會(huì)優(yōu)先獲得鎖，這一機(jī)制可以通過配置修改，指定配置參數(shù)low-priority-updates，使MyISAM引擎默認(rèn)給予讀請(qǐng)求以優(yōu)先的權(quán)利。
通過執(zhí)行命令SET
- LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該會(huì)話的寫操作優(yōu)先級(jí)降低。
- 指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語句的優(yōu)先級(jí)。
5、表鎖應(yīng)用
數(shù)據(jù)一致性校驗(yàn)問題，比如銷售量+剩余庫存=貨品總量，在校驗(yàn)時(shí)就要在一次會(huì)話中同時(shí)鎖住訂單表和庫存表，免得在讀取訂單表的時(shí)候，庫存表被修改，導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差出現(xiàn)。
三、InnoDB鎖機(jī)制
1、事務(wù)基礎(chǔ)概念
- 事務(wù)概念
事務(wù)是指作為單個(gè)邏輯工作單元執(zhí)行的一系列操作（SQL語句）。這些操作要么全部成功，要么全部不成功。
- 事務(wù)特性ACID
原子性(Atomicity)：事務(wù)中的多個(gè)操作要么都成功要么都失敗
一致性(consistency)：事務(wù)的執(zhí)行的前后數(shù)據(jù)的完整性保持一致
隔離性(isolation)：事務(wù)執(zhí)行的過程中,不應(yīng)該受到其他事務(wù)的干擾
持久性(durability)：事務(wù)一旦結(jié)束,數(shù)據(jù)就持久到數(shù)據(jù)庫
- 事務(wù)問題
臟讀：一個(gè)事務(wù)讀到另一個(gè)事務(wù)沒有提交的數(shù)據(jù)
不可重復(fù)讀：一個(gè)事務(wù)前后多次讀取相同數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)內(nèi)容不一致，update場景問題
虛讀(幻讀)：一個(gè)事務(wù)前后多次讀取，數(shù)據(jù)總量不一致，insert場景問題
- 隔離級(jí)別
read uncommitted:事務(wù)可以讀取另一個(gè)未提交事務(wù)的數(shù)據(jù)。
read committed：事務(wù)要等另一個(gè)事務(wù)提交后才能讀取數(shù)據(jù),解決臟讀。
repeatable read：在開始讀取數(shù)據(jù)時(shí),事務(wù)開啟,不再允許修改操作,解決：臟讀、不可重復(fù)讀。
serializable：最高事務(wù)隔離級(jí)別，事務(wù)串行化順序執(zhí)行，解決臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀。但是效率低下，耗數(shù)據(jù)庫性能。
2、鎖機(jī)制描述
InnoDB與MyISAM的最大不同有兩點(diǎn)：一是支持事務(wù)TRANSACTION,二是采用了行級(jí)鎖。行級(jí)鎖與表級(jí)鎖本來就有許多不同之處，另外，事務(wù)的引入也帶來新問題：并發(fā)，死鎖等。
-
共享鎖：又稱讀鎖。允許一個(gè)事務(wù)去讀一行，阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的排他鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上共享鎖，則事務(wù)T可以讀A但不能修改A，其他事務(wù)只能再對(duì)A加共享鎖，而不能加寫鎖，直到T釋放A上的共享鎖。這保證了其他事務(wù)可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對(duì)A做任何修改。
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排他鎖：又稱寫鎖。允許獲取排他鎖的事務(wù)更新數(shù)據(jù)，阻止其他事務(wù)取得相同的資源的共享讀鎖和排他鎖。若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上寫鎖，事務(wù)T可以讀A也可以修改A，其他事務(wù)不能再對(duì)A加任何鎖，直到T釋放A上的寫鎖。
3、驗(yàn)證案例
- 基礎(chǔ)表結(jié)構(gòu)
注意結(jié)構(gòu)：表dc_user_in01主鍵沒有索引。表dc_user_in02主鍵有索引，但是都使用INNODB存儲(chǔ)引擎，下面驗(yàn)證案例會(huì)有不同。
- 無索引結(jié)構(gòu)表
會(huì)話窗口一
-- 1、關(guān)閉自動(dòng)提交 SET AUTOCOMMIT = 0 ; -- 2、查詢id=1，OK SELECT * FROM dc_user_in01 WHERE id=1 ; -- 3、添加寫鎖失敗 SELECT * FROM dc_user_in01 WHERE id=1 FOR UPDATE ; -- 4、恢復(fù)事務(wù)提交 SET AUTOCOMMIT = 1 ;會(huì)話窗口二
-- 1、關(guān)閉自動(dòng)提交 SET AUTOCOMMIT = 0 ; -- 2、查詢id=2，OK SELECT * FROM dc_user_in01 WHERE id=2 ; -- 3、寫入失敗(等待) INSERT INTO dc_user_in01 (id,user_name,tell_phone) VALUES (3,'lock01','13267788998'); -- 4、寫鎖失敗(等待) SELECT * FROM dc_user_in01 WHERE id=2 FOR UPDATE ; -- 5、恢復(fù)事務(wù)提交 SET AUTOCOMMIT=1 ;- 索引結(jié)構(gòu)表
會(huì)話窗口一
-- 1、關(guān)閉自動(dòng)提交 SET AUTOCOMMIT = 0 ; -- 2、查詢id=1，OK SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=1 ; -- 3、添加寫鎖成功 SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=1 FOR UPDATE ; -- 執(zhí)行到這里，再執(zhí)行窗口2 -- 4、恢復(fù)事務(wù)提交 SET AUTOCOMMIT = 1 ;會(huì)話窗口二
-- 1、關(guān)閉自動(dòng)提交 SET AUTOCOMMIT = 0 ; -- 2、查詢id=2，OK SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=2 ; -- 3、查詢id=1，OK，加讀鎖 SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=1 ; -- 4、寫入成功 INSERT INTO dc_user_in02 (user_name,tell_phone) VALUES ('lock01','13267788998'); -- 5、加寫鎖成功，id為2的 SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=2 FOR UPDATE ; -- 6、加寫鎖失敗(等待)，占用id為1的 SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=1 FOR UPDATE ; -- 7、恢復(fù)事務(wù)提交 SET AUTOCOMMIT=1 ;- 索引失效問題
這里要注意索引是否被使用問題，在很多查詢中，可能因?yàn)榉N種原因?qū)е滤饕粓?zhí)行。
explain SELECT * FROM dc_user_in02 WHERE id=1 ;- 查詢鎖爭用
Innodb_row_lock_waits和Innodb_row_lock_time_avg的值越大，鎖爭用情況越嚴(yán)重，效率則越低下。
4、Next-Key鎖
- 官方文檔說明
為了防止幻讀，InnoDB使用了一種名為Next-Key鎖定的算法，它將記錄鎖和間隙鎖定結(jié)合在一起即：InnoDB在執(zhí)行行級(jí)鎖的時(shí)候，會(huì)用這種方式-掃描索引記錄，會(huì)在符合索引條件的記錄上加共享鎖或者獨(dú)占鎖。
[Next-Key]=[Record-lock]+[Gap-lock]如果說上面的幾種鎖機(jī)制給人的感覺是昏天暗地，那個(gè)這個(gè)Next-Key算法就會(huì)叫人懷疑人生。
- 驗(yàn)證案例
這里主要驗(yàn)證Gap-lock間隙鎖的存在機(jī)制。
CREATE TABLE `dc_gap` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id',`id_index` int(11) NOT NULL COMMENT 'index',PRIMARY KEY (`id`),KEY `id_index` (`id_index`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='間隙表'; INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('1', '2'); INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('3', '4'); INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('6', '7'); INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('8', '7'); INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('9', '9');會(huì)話窗口一
-- 1、開始事務(wù) START TRANSACTION ; -- 3、鎖定id_index=7的兩條記錄 SELECT * FROM dc_gap WHERE id_index=7 FOR UPDATE ; -- 9、提交 COMMIT ;會(huì)話窗口二
-- 2、開始事務(wù) START TRANSACTION ; -- 4、寫入等待,id_index=6 INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('4', '6'); -- 5、寫入等待,id_index=4 INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('4', '4'); -- 6、寫入成功,id_index=3 INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('4', '3'); -- 7、寫入等待,id_index=9 INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('7', '9'); -- 8、寫入成功,id_index=10 INSERT INTO `dc_gap` (`id`, `id_index`) VALUES ('7', '10');7向上到4有間隙，7向下到9有間隙，所以間隙鎖定[4,9]，且包含首尾值。
5、Dead-Lock鎖
- 基礎(chǔ)描述
兩個(gè)或者多個(gè)事務(wù)在同一個(gè)資源上相互占用，并請(qǐng)求鎖定對(duì)方占用的資源，從而導(dǎo)致死循環(huán)現(xiàn)象，也就是死鎖。
- 驗(yàn)證案例
會(huì)話窗口一
-- 1、開啟事務(wù) START TRANSACTION ; -- 3、占用id=6的資源 SELECT * FROM dc_gap WHERE id=6 FOR UPDATE ; -- 5、占用id=9的資源等待 SELECT * FROM dc_gap WHERE id=9 FOR UPDATE ;會(huì)話窗口二
-- 2、開啟事務(wù) START TRANSACTION ; -- 4、占用id=9的資源 SELECT * FROM dc_gap WHERE id=9 FOR UPDATE ; -- 6、占用id=6的資源拋死鎖 SELECT * FROM dc_gap WHERE id=6 FOR UPDATE ;補(bǔ)刀一句：數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)各種死鎖檢測機(jī)制，或者死鎖超時(shí)等待結(jié)束，InnoDB存儲(chǔ)引擎在檢測到死鎖后，會(huì)立即返回錯(cuò)誤，不然兩個(gè)事務(wù)會(huì)隔空對(duì)望，一眼萬年。
注意：死鎖在事務(wù)型業(yè)務(wù)中，是無法絕對(duì)避免的，鎖定資源少，粒度細(xì)，盡量避免該情況出現(xiàn)。
四、源代碼地址
GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/mysql-data-base GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/mysql-data-base總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的MySQL基础篇(06)：事务管理，锁机制案例详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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