MySQL - 锁机制初探
文章目錄
- 生猛干貨
- Pre
- 鎖的分類
- InnoDB 中的鎖
- 行鎖
- InnoDB 行鎖的三種算法實(shí)現(xiàn)
- Record Lock 鎖
- Gap Lock 鎖
- Next-key Lock 鎖
- 表鎖
- 表鎖的分類 IS | IX | AUTO-INC Locks
- InnoDB 自增鎖
- InnoDB 鎖關(guān)系矩陣
- InnoDB死鎖問(wèn)題排查思路
- 基于資源爭(zhēng)用導(dǎo)致死鎖的情況
- Metadata lock（即元數(shù)據(jù)鎖）導(dǎo)致的死鎖的情況
- 開發(fā)建議
- InnoDB 加鎖行為驗(yàn)證
- 主鍵 + RR
- 唯一鍵 + RR
- 非唯一鍵 + RR
- 無(wú)索引 + RR
- 搞定MySQL
生猛干貨
帶你搞定MySQL實(shí)戰(zhàn)，輕松對(duì)應(yīng)海量業(yè)務(wù)處理及高并發(fā)需求，從容應(yīng)對(duì)大場(chǎng)面試
Pre
MySQL - 解讀MySQL事務(wù)與鎖機(jī)制
MySQL - 共享鎖和排它鎖初探
MySQL - 無(wú)索引行鎖升級(jí)為表鎖
MySQL - 鎖等待及死鎖初探
鎖的分類
在 MySQL 中有三種級(jí)別的鎖：頁(yè)級(jí)鎖、表級(jí)鎖、行級(jí)鎖
- 表級(jí)鎖：開銷小，加鎖快；不會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。 會(huì)發(fā)生在：MyISAM、memory、InnoDB、BDB 等存儲(chǔ)引擎中
- 行級(jí)鎖：開銷大，加鎖慢；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度最高。會(huì)發(fā)生在：InnoDB 存儲(chǔ)引擎
- 頁(yè)級(jí)鎖：開銷和加鎖時(shí)間界于表鎖和行鎖之間；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般。會(huì)發(fā)生在：BDB 存儲(chǔ)引擎
三種級(jí)別的鎖分別對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)引擎關(guān)系如上圖。
Note：MySQL 中的表鎖包括讀鎖和寫鎖
InnoDB 中的鎖
在 MySQL InnoDB 存儲(chǔ)引擎中，鎖分為行鎖和表鎖。
行鎖
其中行鎖包括兩種鎖
-
共享鎖（S）：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。
-
排他鎖（X）：允許獲得排他鎖的事務(wù)更新數(shù)據(jù)，阻止其他事務(wù)取得相同數(shù)據(jù)集的共享讀鎖和排他寫鎖。
InnoDB 行鎖的三種算法實(shí)現(xiàn)
InnoDB 行鎖是通過(guò)對(duì)索引數(shù)據(jù)頁(yè)上的記錄（record）加鎖實(shí)現(xiàn)的。主要實(shí)現(xiàn)算法有 3 種：Record Lock、Gap Lock 和 Next-key Lock。
Record Lock 鎖
- Record Lock 鎖：單個(gè)行記錄的鎖（鎖數(shù)據(jù)，不鎖 Gap）。
Gap Lock 鎖
- Gap Lock 鎖：間隙鎖，鎖定一個(gè)范圍，不包括記錄本身（不鎖數(shù)據(jù)，僅僅鎖數(shù)據(jù)前面的Gap）。
Next-key Lock 鎖
- Next-key Lock 鎖：同時(shí)鎖住數(shù)據(jù)，并且鎖住數(shù)據(jù)前面的 Gap。
表鎖
另外，為了允許行鎖和表鎖共存，實(shí)現(xiàn)多粒度鎖機(jī)制，InnoDB 還有兩種內(nèi)部使用的意向鎖（Intention Locks），這兩種意向鎖都是表鎖。
表鎖的分類 IS | IX | AUTO-INC Locks
表鎖又分為三種
-
意向共享鎖（IS）：事務(wù)計(jì)劃給數(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
-
自增鎖（AUTO-INC Locks）：特殊表鎖，自增長(zhǎng)計(jì)數(shù)器通過(guò)該“鎖”來(lái)獲得子增長(zhǎng)計(jì)數(shù)器最大的計(jì)數(shù)值
在加行鎖之前必須先獲得表級(jí)意向鎖，否則等待 innodb_lock_wait_timeout 超時(shí)后根據(jù)innodb_rollback_on_timeout 決定是否回滾事務(wù)。
InnoDB 自增鎖
在 MySQL InnoDB 存儲(chǔ)引擎中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)的時(shí)候，通常會(huì)建議添加一列作為自增主鍵。
這里就會(huì)涉及一個(gè)特殊的鎖：自增鎖（即：AUTO-INC Locks），它屬于表鎖的一種，在 INSERT 結(jié)束后立即釋放。
我們可以執(zhí)行 show engine innodb status\G 來(lái)查看自增鎖的狀態(tài)信息。
在自增鎖的使用過(guò)程中，有一個(gè)核心參數(shù)，需要關(guān)注，即 innodb_autoinc_lock_mode,它有0、1、2 三個(gè)值。保持默認(rèn)值即可。
InnoDB 鎖關(guān)系矩陣
+ 表示兼容，- 表示不兼容InnoDB死鎖問(wèn)題排查思路
在 MySQL 中死鎖不會(huì)發(fā)生在 MyISAM 存儲(chǔ)引擎中，但會(huì)發(fā)生在 InnoDB 存儲(chǔ)引擎中，因?yàn)?InnoDB 是逐行加鎖的，極容易產(chǎn)生死鎖。那么死鎖產(chǎn)生的四個(gè)條件是什么呢？
-
互斥條件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用；
-
請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放；
-
不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在沒(méi)使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪；
-
循環(huán)等待條件：多個(gè)進(jìn)程之間形成的一種互相循環(huán)等待資源的關(guān)系。
在發(fā)生死鎖時(shí)，InnoDB 存儲(chǔ)引擎會(huì)自動(dòng)檢測(cè)，并且會(huì)自動(dòng)回滾代價(jià)較小的事務(wù)來(lái)解決死鎖問(wèn)題。但很多時(shí)候一旦發(fā)生死鎖，InnoDB 存儲(chǔ)引擎的處理的效率是很低下的或者有時(shí)候根本解決不了問(wèn)題，需要人為手動(dòng)去解決。
排查 InnoDB 鎖問(wèn)題通常有 2 種方法。
- 打開 innodb_lock_monitor 表，注意使用后記得關(guān)閉，否則會(huì)影響性能。
- 在 MySQL 5.5 版本之后，可以通過(guò)查看 information_schema 庫(kù)下面的 innodb_locks、innodb_lock_waits、innodb_trx 三個(gè)視圖排查 InnoDB 的鎖問(wèn)題
基于資源爭(zhēng)用導(dǎo)致死鎖的情況
【基于資源爭(zhēng)用導(dǎo)致死鎖的情況】
session1 首先拿到 id=1 的鎖，session2 同期拿到了 id=5 的鎖后，兩者分別想拿到對(duì)方持有的鎖，于是產(chǎn)生死鎖。
Metadata lock（即元數(shù)據(jù)鎖）導(dǎo)致的死鎖的情況
【Metadata lock（即元數(shù)據(jù)鎖）導(dǎo)致的死鎖的情況】
session1 和 session2 都在搶占 id=1 和 id=6 的元數(shù)據(jù)的資源，產(chǎn)生死鎖。
查看 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中死鎖的相關(guān)信息，可以執(zhí)行 show engine innodb status\G 來(lái)進(jìn)行查看，重點(diǎn)關(guān)注 “LATEST DETECTED DEADLOCK” 部分。
開發(fā)建議
-
更新 SQL 的 where 條件時(shí)盡量用索引
-
加鎖索引準(zhǔn)確，縮小鎖定范圍
-
減少范圍更新，尤其非主鍵/非唯一索引上的范圍更新
-
控制事務(wù)大小，減少鎖定數(shù)據(jù)量和鎖定時(shí)間長(zhǎng)度 （innodb_row_lock_time_avg）
-
加鎖順序一致，盡可能一次性鎖定所有所需的數(shù)據(jù)行
更多案例參考：MySQL - 鎖等待及死鎖初探
InnoDB 加鎖行為驗(yàn)證
下面舉一些例子分析 InnoDB 不同索引的加鎖行為。分析鎖時(shí)需要跟隔離級(jí)別聯(lián)系起來(lái)，我們以 RR 為例，主要是從四個(gè)場(chǎng)景分析。
主鍵 + RR
假設(shè)條件是：
-
update t1 set name=‘XX’ where id=10
-
id 為主鍵索引。
加鎖行為：僅在 id=10 的主鍵索引記錄上加 X鎖。
唯一鍵 + RR
假設(shè)條件是：
-
update t1 set name=‘XX’ where id=10
-
id 為唯一索引。
加鎖行為：
-
先在唯一索引 id 上加 id=10 的 X 鎖。
-
再在 id=10 的主鍵索引記錄上加 X 鎖，若 id=10 記錄不存在，那么加間隙鎖。
非唯一鍵 + RR
假設(shè)條件是：
-
update t1 set name=‘XX’ where id=10
-
id 為非唯一索引
加鎖行為：
-
先通過(guò) id=10 在 key(id) 上定位到第一個(gè)滿足的記錄，對(duì)該記錄加 X 鎖，而且要在 (6,c)~(10,b) 之間加上 Gap lock，為了防止幻讀。然后在主鍵索引 name 上加對(duì)應(yīng)記錄的X 鎖；
-
再通過(guò) id=10 在 key(id) 上定位到第二個(gè)滿足的記錄，對(duì)該記錄加 X 鎖，而且要在(10,b)~(10,d)之間加上 Gap lock，為了防止幻讀。然后在主鍵索引 name 上加對(duì)應(yīng)記錄的X 鎖；
-
最后直到 id=11 發(fā)現(xiàn)沒(méi)有滿足的記錄了，此時(shí)不需要加 X 鎖，但要再加一個(gè) Gap lock： (10,d)~(11,f)。
無(wú)索引 + RR
假設(shè)條件是：
-
update t1 set name=‘XX’ where id=10。
-
id 列無(wú)索引。
加鎖行為：
表里所有行和間隙均加 X 鎖。
搞定MySQL
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的MySQL - 锁机制初探的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇： MySQL - 并发事务问题及解决方案
- 下一篇： linux cmake编译源码,linu