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新葡亰496netMySQL中的锁(表锁、行锁)

发布时间:2019-06-16 06:07编辑:奥门新萄京娱乐场浏览(73)

        锁是计算机协调多个进程或纯线程并发访问某一资源的机制。在数据库中,除传统的计算资源(CPU、RAM、I/O)的争用以外,数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所在有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说,锁对数据库而言显得尤其重要,也更加复杂。

    1 MySql的三种锁

    在InnoDB加锁前,为什么要先start transaction

      innodb下锁的释放在事务提交/回滚之后,事务一旦提交/回滚之后,就会自动释放事务中的锁,innodb默认情况下autocommit=1即开启自动提交

    检索条件使用索引和不使用索引的锁区别:

      检索条件有索引的情况下会锁定特定的一些行。

    检索条件没有使用使用的情况下会进行全表扫描,从而锁定全部的行(包括不存在的记录)

    在InnoDB加锁前,为什么要先start transaction

      innodb下锁的释放在事务提交/回滚之后,事务一旦提交/回滚之后,就会自动释放事务中的锁,innodb默认情况下autocommit=1即开启自动提交

    检索条件使用索引和不使用索引的锁区别:

      检索条件有索引的情况下会锁定特定的一些行。

    检索条件没有使用使用的情况下会进行全表扫描,从而锁定全部的行(包括不存在的记录)

     

    1.1 表锁

    • 开销小,加锁快
    • 不会出现死锁
    • 锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低

    读锁:

      读锁是共享的,或者说是相互不阻塞的。多个用户在同一时刻可以同时读取同一个资源,而互不干扰。

    读锁:

      读锁是共享的,或者说是相互不阻塞的。多个用户在同一时刻可以同时读取同一个资源,而互不干扰。

    概述

        相对其他数据库而言,MySQL的锁机制比较简单,其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。

    MySQL大致可归纳为以下3种锁:

    • 表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。
    • 行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。
    • 页面锁:开销和加锁时间界于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁定粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般

     

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    1.2行锁

    • 开销大,加锁慢
    • 会出现死锁
    • 锁定粒度小,发生锁冲突的概率最低,并发度最高

    写锁:

      写锁是排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。另外写锁比读锁有更高的优先级,因此一个写锁请求可能会被插入到读锁 队列的前面,但是读锁则不可能插入到写锁的前面

    写锁:

      写锁是排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁。另外写锁比读锁有更高的优先级,因此一个写锁请求可能会被插入到读锁 队列的前面,但是读锁则不可能插入到写锁的前面

    MySQL表级锁的锁模式(MyISAM)

    MySQL表级锁有两种模式:表共享锁(Table Read Lock)和表独占写锁(Table Write Lock)。

    • 对MyISAM的读操作,不会阻塞其他用户对同一表请求,但会阻塞对同一表的写请求;
    • 对MyISAM的写操作,则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作;
    • MyISAM表的读操作和写操作之间,以及写操作之间是串行的。

    当一个线程获得对一个表的写锁后,只有持有锁线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待,直到锁被释放为止。

     

    1.3页锁

    • 开销和加锁时间介于表锁和行锁之间
    • 会出现死锁
    • 锁定粒度介于表锁和行锁之间,并发度一般

    表锁:

      InnoDB还有两个表锁:意向共享锁(IS),意向排它锁(IX)

    表锁:

      InnoDB还有两个表锁:意向共享锁(IS),意向排它锁(IX)

    MySQL表级锁的锁模式

        MySQL的表锁有两种模式:表共享读锁(Table Read Lock)和表独占写锁(Table Write Lock)。锁模式的兼容如下表

    1.4 不同的引擎支持不同的锁机制

    • MyISAM和MEMORY支持表锁
    • BDB支持页锁,也支持表锁
    • Innodb既支持行锁,也支持表锁,默认行锁
    //查询表锁争用情况
    检查`table_locks_waited`和`table_locks_immediate`状态变量来分析
    show status like 'table%'
    //table_locks_waited 的值越高,则说明存在严重的表级锁的争用情况
    

    行锁:

      InnoDB实现了两种类型行级锁,共享锁和排它锁

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    行锁:

      InnoDB实现了两种类型行级锁,共享锁和排它锁

    新葡亰496net 2

    MySQL中的表锁兼容性

    当前锁模式/是否兼容/请求锁模式

    None

    读锁

    写锁

    读锁
    写锁

        可见,对MyISAM表的读操作,不会阻塞其他用户对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求;对MyISAM表的写操作,则会阻塞其他用户对同一表的读和写请求;MyISAM表的读和写操作之间,以及写和写操作之间是串行的!(当一线程获得对一个表的写锁后,只有持有锁的线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待,直到锁被释放为止。

     

     

    2 表锁的锁模式

    是否兼容 请求none 请求读锁 请求写锁
    当前处于读锁
    当前处于写锁
    session_1 session_2
    锁定film_text的Write锁定 lock table fime_text write
    对当前seesion做 select,insert,update... 对其进行查询操作select
    释放锁 unlock tables 等待
    获得锁,查询返回

    MyISAM表的读操作,不会阻塞其他用户对同一张表的读请求,但会阻塞对同一张表的写请求

    session_1 session_2
    锁定film_text的Write锁定 lock table fime_text write
    对当前seesion做 select,insert,update... 对其进行查询操作select
    释放锁 unlock tables 等待
    获得锁,查询返回

    MyISAM

    • 执行查询语句前,会自动给涉及的所有表进行表加读锁
    • 执行更新(update,delete,insert)会自动给涉及到的表加写锁

    这个过程不需要用户干预,因此不需要用户直接用lock table命令

    对于给MyISAM显示加锁,一般是为了在一定程度上模拟事务操作,实现对某一个时间点多个表一致性读取

    乐观锁:

      乐观锁,也叫乐观并发控制,它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响,各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。在提交数据更新之前,每个事务会先检查在该事务读取数据后,有没有其他事务又修改了该数据。如果其他事务有更新的话,那么当前正在提交的事务会进行回滚。

    乐观锁:

      乐观锁,也叫乐观并发控制,它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响,各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。在提交数据更新之前,每个事务会先检查在该事务读取数据后,有没有其他事务又修改了该数据。如果其他事务有更新的话,那么当前正在提交的事务会进行回滚。

    如何加表锁

        MyISAM在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此用户一般不需要直接用LOCK TABLE命令给MyISAM表显式加锁。在本书的示例中,显式加锁基本上都是为了方便而已,并非必须如此。

        给MyISAM表显示加锁,一般是为了一定程度模拟事务操作,实现对某一时间点多个表的一致性读取。例如,有一个订单表orders,其中记录有订单的总金额total,同时还有一个订单明细表order_detail,其中记录有订单每一产品的金额小计subtotal,假设我们需要检查这两个表的金额合计是否相等,可能就需要执行如下两条SQL:

    SELECT SUM(total) FROM orders;
    SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;
    

    这时,如果不先给这两个表加锁,就可能产生错误的结果,因为第一条语句执行过程中,order_detail表可能已经发生了改变。因此,正确的方法应该是:

    LOCK tables orders read local,order_detail read local;
    SELECT SUM(total) FROM orders;
    SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;
    Unlock tables;
    

    要特别说明以下两点内容。

    • 上面的例子在LOCK TABLES时加了‘local’选项,其作用就是在满足MyISAM表并发插入条件的情况下,允许其他用户在表尾插入记录
    • 在用LOCKTABLES给表显式加表锁是时,必须同时取得所有涉及表的锁,并且MySQL支持锁升级。也就是说,在执行LOCK TABLES后,只能访问显式加锁的这些表,不能访问未加锁的表;同时,如果加的是读锁,那么只能执行查询操作,而不能执行更新操作。其实,在自动加锁的情况下也基本如此,MySQL问题一次获得SQL语句所需要的全部锁。这也正是MyISAM表不会出现死锁(Deadlock Free)的原因

    一个session使用LOCK TABLE 命令给表film_text加了读锁,这个session可以查询锁定表中的记录,但更新或访问其他表都会提示错误;同时,另外一个session可以查询表中的记录,但更新就会出现锁等待。

    当使用LOCK TABLE时,不仅需要一次锁定用到的所有表,而且,同一个表在SQL语句中出现多少次,就要通过与SQL语句中相同的别名锁多少次,否则也会出错!

    2.1实例

    订单表orders
    记录各订单的总金额total

    订单明细表order_detail
    记录各订单每一产品的金额小计subtotal

    假设我们需要检查这两个表的金额合计是否相符

    select sum(total) from orders;
    select sum(subtotal) from order_tail;
    

    如果不给表加锁,可能出现错误,在第一条执行的过程,第二张表发生了该表,正确的方法

    lock tables orders read local,order_detail read local;
    select sum(total) from orders;
    select sum(subtotal) from order_tail;
    unlock  tables
    

    悲观锁:

      悲观锁,也叫悲观并发控制,当事务A对某行数据应用了锁,并且当这个事务把锁释放后,其他事务才能够执行与该锁冲突的操作,这里事务A所施加的锁就叫悲观锁。共享锁和排他锁(行锁,间隙锁,next-key lock)都属于悲观锁

    悲观锁:

      悲观锁,也叫悲观并发控制,当事务A对某行数据应用了锁,并且当这个事务把锁释放后,其他事务才能够执行与该锁冲突的操作,这里事务A所施加的锁就叫悲观锁。共享锁和排他锁(行锁,间隙锁,next-key lock)都属于悲观锁

    并发锁

        在一定条件下,MyISAM也支持查询和操作的并发进行。

        MyISAM存储引擎有一个系统变量concurrent_insert,专门用以控制其并发插入的行为,其值分别可以为0、1或2。

    • 当concurrent_insert设置为0时,不允许并发插入。
    • 当concurrent_insert设置为1时,如果MyISAM允许在一个读表的同时,另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。
    • 当concurrent_insert设置为2时,无论MyISAM表中有没有空洞,都允许在表尾插入记录,都允许在表尾并发插入记录。

    可以利用MyISAM存储引擎的并发插入特性,来解决应用中对同一表查询和插入锁争用。例如,将concurrent_insert系统变量为2,总是允许并发插入;同时,通过定期在系统空闲时段执行OPTIONMIZE TABLE语句来整理空间碎片,收到因删除记录而产生的中间空洞。

     

    2.2 注意点

    在用lock tables给表显式加表锁时,必须同时取得所有涉及的表的锁,并且MySQL支持锁升级
    即在执行lock tables后,只能访问显式加锁的这些表,不能访问未加锁的表

    如果加的是读锁,那么只能执行查询,不能更新

    其实,在自动加锁的情况下也基本如此,MySQL问题一次获得SQL语句所需要的全部锁
    这也正是MyISAM的表不会出现死锁(Deadlock Free)的原因

    session_1 session_2
    获得表film_textd 写锁 lock table film_text read;
    可以查询select * from film_text 可以查询可以查询select * from film_text
    不能查询没有锁定的表 select * from film 可以查询或更新未锁定的表 select * from film
    插入或更新锁定表会提示错误 update...from film_text 更新锁定表会等待 update...from film_text
    释放锁 unlock tables 等待
    获得锁,更新成功

    悲观锁与乐观锁的实现方式:

      悲观锁的实现依靠的是数据库提供的锁机制来实现,例如select * from news where id=12 for update,而乐观锁依靠的是记录数据版本来实现,即通过在表中添加版本号字段来作为是否可以成功提交的关键因素。

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    悲观锁与乐观锁的实现方式:

      悲观锁的实现依靠的是数据库提供的锁机制来实现,例如select * from news where id=12 for update,而乐观锁依靠的是记录数据版本来实现,即通过在表中添加版本号字段来作为是否可以成功提交的关键因素。

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    MyISAM的锁调度

    前面讲过,MyISAM存储引擎的读和写锁是互斥,读操作是串行的。那么,一个进程请求某个MyISAM表的读锁,同时另一个进程也请求同一表的写锁,MySQL如何处理呢?答案是写进程先获得锁。不仅如此,即使读进程先请求先到锁等待队列,写请求后到,写锁也会插到读请求之前!这是因为MySQL认为写请求一般比读请求重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原因,因为,大量的更新操作会造成查询操作很难获得读锁,从而可能永远阻塞。这种情况有时可能会变得非常糟糕!幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM的调度行为。

    • 通过指定启动参数low-priority-updates,使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。
    • 通过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,使该连接发出的更新请求优先级降低。
    • 通过指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性,降低该语句的优先级。

    虽然上面3种方法都是要么更新优先,要么查询优先的方法,但还是可以用其来解决查询相对重要的应用(如用户登录系统)中,读锁等待严重的问题。

    另外,MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突,即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值,当一个表的读锁达到这个值后,MySQL变暂时将写请求的优先级降低,给读进程一定获得锁的机会。

        上面已经讨论了写优先调度机制和解决办法。这里还要强调一点:一些需要长时间运行的查询操作,也会使写进程“饿死”!因此,应用中应尽量避免出现长时间运行的查询操作,不要总想用一条SELECT语句来解决问题。因为这种看似巧妙的SQL语句,往往比较复杂,执行时间较长,在可能的情况下可以通过使用中间表等措施对SQL语句做一定的“分解”,使每一步查询都能在较短时间完成,从而减少锁冲突。如果复杂查询不可避免,应尽量安排在数据库空闲时段执行,比如一些定期统计可以安排在夜间执行。

     

     

    ----------------------------------------------------------------------

    2.3 tips

    当使用lock tables时,不仅需要一次锁定用到的所有表,而且
    同一个表在SQL语句中出现多少次,就要通过与SQL语句中别名锁多少次

    lock table actor read
    

    会提示错误

    select a.first_name.....
    

    需要对别名分别锁定

    lock table actor as a read,actor as b read;
    

    共享锁(S):

      共享锁也叫读锁,一个事务获取了一个数据行的共享锁,其他事务能获得该行对应的共享锁,但不能获得排他锁,即一个事务在读取一个数据行的时候,其他事务也可以读,但不能对该数据行进行增删改

      设置共享锁: SELECT .... LOCK IN SHARE MODE;

    共享锁(S):

      共享锁也叫读锁,一个事务获取了一个数据行的共享锁,其他事务能获得该行对应的共享锁,但不能获得排他锁,即一个事务在读取一个数据行的时候,其他事务也可以读,但不能对该数据行进行增删改

      设置共享锁: SELECT .... LOCK IN SHARE MODE;

    InnoDB锁问题

        InnoDB与MyISAM的最大不同有两点:一是支持事务(TRANSACTION);二是采用了行级锁。

    行级锁和表级锁本来就有许多不同之处,另外,事务的引入也带来了一些新问题。

     

    3MyISAM的并发锁

    在一定条件下,MyISAM也支持并发插入和读取

    MyISAM有一个系统变量concurrent_insert,专门用以控制其并发插入的行为,其值分别可以为0、1或2

    删除操作不会重整整个表,只是把行标记为删除,在表中留下"空洞",MyISAM倾向于在可能时填满这些空洞,插入时就会重用 这些空间,无空洞则把新行插到表尾

    • 0,不允许并发插入,所有插入对表加互斥锁
    • 1,只要表中无空洞,就允许并发插入.如果MyISAM允许在一个读表的同时,另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。
    • 2,无论MyISAM表中有无空洞,都强制在表尾并发插入记录,若无读线程,新行插入空洞中

    可以利用MyISAM的并发插入特性,来解决应用中对同表查询和插入的锁争用
    例如,将concurrent_insert系统变量为2,总是允许并发插入

    排它锁(X):

      排它锁也叫写锁,一个事务获取了一个数据行的排他锁,其他事务就不能再获取该行的其他锁(排他锁或者共享锁),即一个事务在读取一个数据行的时候,其他事务不能对该数据行进行增删改查

      设置排它锁:SELECT .... FOR UPDATE

      注意点:

    • 对于select 语句,innodb不会加任何锁,也就是可以多个并发去进行select的操作,不会有任何的锁冲突,因为根本没有锁。
    • 对于insert,update,delete操作,innodb会自动给涉及到的数据加排他锁,只有查询select需要我们手动设置排他锁。

    排它锁(X):

      排它锁也叫写锁,一个事务获取了一个数据行的排他锁,其他事务就不能再获取该行的其他锁(排他锁或者共享锁),即一个事务在读取一个数据行的时候,其他事务不能对该数据行进行增删改查

      设置排它锁:SELECT .... FOR UPDATE

      注意点:

    • 对于select 语句,innodb不会加任何锁,也就是可以多个并发去进行select的操作,不会有任何的锁冲突,因为根本没有锁。
    • 对于insert,update,delete操作,innodb会自动给涉及到的数据加排他锁,只有查询select需要我们手动设置排他锁。

    1.事务(Transaction)及其ACID属性

        事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有4属性,通常称为事务的ACID属性。

    • 原性性(Actomicity):事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。
    • 一致性(Consistent):在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以操持完整性;事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。
    • 隔离性(Isolation):数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的,反之亦然。
    • 持久性(Durable):事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。

    3.1 MyISAM的锁调度

    MyISAM的读和写锁互斥,读操作串行的

    一个进程请求某个MyISAM表的读锁,同时另一个进程也请求同表的写锁,MySQL如何处理呢?
    答案是写进程先获得锁。不仅如此,即使读进程先请求先到锁等待队列,写请求后到,写锁也会插到读请求之前!
    这是因为MySQL认为写请求一般比读请求重要
    这也正是MyISAM表不适合有大量更新和查询操作应用的原因
    因为,大量的更新操作会造成查询操作很难获得读锁,从而可能永远阻塞

    幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM的调度行为

    • 启动参数low-priority-updates
      给予读请求以优先的权利
    • 执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1
      使该连接发出的更新请求优先级降低。
    • 指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性
      降低该语句的优先级

    另外,MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突,即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值,当一个表的读锁达到这个值后,MySQL便暂时将写请求的优先级降低,给读进程一定获得锁的机会


    意向共享锁(IS):

      通知数据库接下来需要施加什么锁并对表加锁。如果需要对记录A加共享锁,那么此时innodb会先找到这张表,对该表加意向共享锁之后,再对记录A添加共享锁。也就是说一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁

    意向共享锁(IS):

      通知数据库接下来需要施加什么锁并对表加锁。如果需要对记录A加共享锁,那么此时innodb会先找到这张表,对该表加意向共享锁之后,再对记录A添加共享锁。也就是说一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁

    2.并发事务带来的问题

        相对于串行处理来说,并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率,提高数据库系统的事务吞吐量,从而可以支持可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一些问题,主要包括以下几种情况。

    • 更新丢失(Lost Update):当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题——最后的更新覆盖了其他事务所做的更新。例如,两个编辑人员制作了同一文档的电子副本。每个编辑人员独立地更改其副本,然后保存更改后的副本,这样就覆盖了原始文档。最后保存其更改保存其更改副本的编辑人员覆盖另一个编辑人员所做的修改。如果在一个编辑人员完成并提交事务之前,另一个编辑人员不能访问同一文件,则可避免此问题
    • 脏读(Dirty Reads):一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务并提交前,这条记录的数据就处于不一致状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加控制,第二个事务读取了这些“脏”的数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做“脏读”。
    • 不可重复读(Non-Repeatable Reads):一个事务在读取某些数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种现象叫做“不可重复读”。
    • 幻读(Phantom Reads):一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。

     

    4 InnoDB锁问题

    MyISAM最大不同

    • 支持事务
    • 采用行锁

    行锁和表锁本来就有许多不同之处,另外,事务的引入也带来了一些新问题

    意向排它锁(IX):

      通知数据库接下来需要施加什么锁并对表加锁。如果需要对记录A加排他锁,那么此时innodb会先找到这张表,对该表加意向排他锁之后,再对记录A添加共享锁。也就是说一个数据行加排它锁前必须先取得该表的IX锁

    意向排它锁(IX):

      通知数据库接下来需要施加什么锁并对表加锁。如果需要对记录A加排他锁,那么此时innodb会先找到这张表,对该表加意向排他锁之后,再对记录A添加共享锁。也就是说一个数据行加排它锁前必须先取得该表的IX锁

    3.事务隔离级别

    在并发事务处理带来的问题中,“更新丢失”通常应该是完全避免的。但防止更新丢失,并不能单靠数据库事务控制器来解决,需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决,因此,防止更新丢失应该是应用的责任。

    “脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式,基本可以分为以下两种。

    一种是在读取数据前,对其加锁,阻止其他事务对数据进行修改。

    另一种是不用加任何锁,通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照(Snapshot),并用这个快照来提供一定级别(语句级或事务级)的一致性读取。从用户的角度,好像是数据库可以提供同一数据的多个版本,因此,这种技术叫做数据多版本并发控制(MultiVersion Concurrency Control,简称MVCC或MCC),也经常称为多版本数据库。

        数据库的事务隔离级别越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的,同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。

        为了解决“隔离”与“并发”的矛盾,ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别,每个级别的隔离程度不同,允许出现的副作用也不同,应用可以根据自己业务逻辑要求,通过选择不同的隔离级别来平衡"隔离"与"并发"的矛盾

    4.1 事务及其ACID

    事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有ACID属性

    • 原子性(Actomicity)
      事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行
    • 一致性(Consistent)
      在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态
      这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以操持完整性
      事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的
    • 隔离性(Isolation)
      一个事务所做的修改在最终提交前对其他事务不可见
    • 持久性(Durability)
      一旦事务提交,它对于数据的修改会持久化到DB

      共享锁和意向共享锁,排他锁与意向排他锁的区别:

    • 共享锁和排他锁,系统在特定的条件下会自动添加共享锁或者排他锁,也可以手动添加共享锁或者排他锁。
    • 意向共享锁和意向排他锁都是系统自动添加和自动释放的,整个过程无需人工干预。
    • 共享锁和排他锁都是锁的行记录,意向共享锁和意向排他锁锁定的是表。

      共享锁和意向共享锁,排他锁与意向排他锁的区别:

    • 共享锁和排他锁,系统在特定的条件下会自动添加共享锁或者排他锁,也可以手动添加共享锁或者排他锁。
    • 意向共享锁和意向排他锁都是系统自动添加和自动释放的,整个过程无需人工干预。
    • 共享锁和排他锁都是锁的行记录,意向共享锁和意向排他锁锁定的是表。

    事务4种隔离级别比较

    隔离级别/读数据一致性及允许的并发副作用 读数据一致性 脏读 不可重复读 幻读
    未提交读(Read uncommitted)
    最低级别,只能保证不读取物理上损坏的数据
    已提交度(Read committed) 语句级
    可重复读(Repeatable read) 事务级
    可序列化(Serializable) 最高级别,事务级

        最后要说明的是:各具体数据库并不一定完全实现了上述4个隔离级别,例如,Oracle只提供Read committed和Serializable两个标准级别,另外还自己定义的Read only隔离级别:SQL Server除支持上述ISO/ANSI SQL92定义的4个级别外,还支持一个叫做"快照"的隔离级别,但严格来说它是一个用MVCC实现的Serializable隔离级别。MySQL支持全部4个隔离级别,但在具体实现时,有一些特点,比如在一些隔离级下是采用MVCC一致性读,但某些情况又不是。

     

     

    4.2 事务带来的问题

    相对于串行处理来说,并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率,提高数据库系统的事务吞吐量,从而可以支持可以支持更多的用户
    但并发事务处理也会带来一些问题,主要包括以下几种情况

    • 更新丢失(Lost Update)
      当多个事务选择同一行,然后基于最初选定值更新该行时,由于事务隔离性,最后的更新覆盖了其他事务所做的更新
      例如,两个编辑人员制作了同一文档的电子副本。每个编辑人员独立地更改其副本,然后保存更改后的副本,这样就覆盖了原始文档。最后保存其更改保存其更改副本的编辑人员覆盖另一个编辑人员所做的修改。如果在一个编辑人员完成并提交事务之前,另一个编辑人员不能访问同一文件,则可避免此问题
    • 脏读(Dirty Reads)
      一个事务正在对一条记录做修改,在该事务提交前,这条记录的数据就处于不一致状态
      这时,另一个事务也来读取同一条记录,读取了这些未提交的数据
    • 不可重复读(Non-Repeatable Reads)
      一个事务在读取某些数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除
    • 幻读(Phantom Reads)
      一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据

     锁的实现方式:

      在MySQL中,行级锁并不是直接锁记录,而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种,如果一条sql语句操作了主键索引,MySQL就会锁定这条主键索引;如果一条语句操作了非主键索引,MySQL会先锁定该非主键索引,再锁定相关的主键索引。

      InnoDB行锁是通过给索引项加锁实现的,如果没有索引,InnoDB会通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。也就是说:如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中所有数据加锁,实际效果跟表锁一样

     锁的实现方式:

      在MySQL中,行级锁并不是直接锁记录,而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种,如果一条sql语句操作了主键索引,MySQL就会锁定这条主键索引;如果一条语句操作了非主键索引,MySQL会先锁定该非主键索引,再锁定相关的主键索引。

      InnoDB行锁是通过给索引项加锁实现的,如果没有索引,InnoDB会通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。也就是说:如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中所有数据加锁,实际效果跟表锁一样

    获取InonoD行锁争用情况

    可以通过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的争夺情况:

    mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
     ------------------------------- ------- 
    | Variable_name | Value |
     ------------------------------- ------- 
    | Innodb_row_lock_current_waits | 0 |
    | Innodb_row_lock_time | 0 |
    | Innodb_row_lock_time_avg | 0 |
    | Innodb_row_lock_time_max | 0 |
    | Innodb_row_lock_waits | 0 |
     ------------------------------- ------- 
    5 rows in set (0.00 sec)
    

        如果发现争用比较严重,如Innodb_row_lock_waits和Innodb_row_lock_time_avg的值比较高,还可以通过设置InnoDB Monitors来进一步观察发生锁冲突的表、数据行等,并分析锁争用的原因。

        

        

    4.3 事务隔离级别

    1. 在并发事务处理带来的问题中,“更新丢失”通常应该是完全避免的。但防止更新丢失,并不能单靠数据库事务控制器来解决,需要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决,因此,防止更新丢失应该是应用的责任。
    2. “脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式,基本可以分为以下两种。
    • 在读取数据前,对其加锁,房主其他事务对数据进行修改
    • 不用加任何锁,通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照,并用这个快照来提供一定级别(语句级或事务级)的一致性读取。从用户的角度,好像是数据库可以提供同一数据的多个版本,因此,这种技术叫做数据多版本并发控制(MultiVersion Concurrency Control,简称MVCC或MCC),也经常称为多版本数据库

    数据库的事务隔离级别越严格,并发副作用越小,但付出的代价也越大
    因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”矛盾,
    不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力

    为了解决“隔离”与“并发”的矛盾,ANSI SQL定义了4种隔离级别

    隔离级别/读数据一致性及允许的并发副作用 读数据一致性 脏读 不可重复读 幻读
    未提交读(Read uncommitted) 最低级别,只能保证不读取物理上损坏的数据
    已提交度(Read committed) 语句级
    可重复读(Repeatable read) 事务级
    可序列化(Serializable) 最高级别,事务级
    //查看Innodb行锁争用情况
    show status like 'innodb_row_lock%'
    //如果发现争用比较严重,如Innodb_row_lock_waits和Innodb_row_lock_time_avg的值比较高
    //通过查询information_schema相关表来查看锁情况
    select * from innodb_locks
    select * from innodb_locks_waits
    //或者通过设置Innodb monitors来进一步观察发生锁冲突的表,数据行等,并分析锁争用的原因
    show ENGINE innodb status
    //停止监视器
    drop table innodb_monitor;
    //默认情况每15秒回向日志中记录监控的内容,如果长时间打开会导致.err文件变得非常巨大,所以确认原因后,要删除监控表关闭监视器,或者通过使用--console选项来启动服务器以关闭写日志功能
    

    行锁分为三种情况:

      Record Lock:对索引项加锁,即锁定一条记录。

      Gap Lock:对索引项之间的 ‘间隙’ 、对第一条记录前的间隙或最后一条记录后的间隙加锁,即锁定一个范围的记录,不包含记录本身

      Next-key Lock:锁定一个范围的记录并包含记录本身(上面两者的结合)

      注意:InnoDB默认级别是repeatable-read(重复读)级别。ANSI/IOS SQL标准定义了4种事务隔离级别:未提交读(read uncommitted),提交读(read committed),重复读(repeatable read),串行读(serializable)

    行锁分为三种情况:

      Record Lock:对索引项加锁,即锁定一条记录。

      Gap Lock:对索引项之间的 ‘间隙’ 、对第一条记录前的间隙或最后一条记录后的间隙加锁,即锁定一个范围的记录,不包含记录本身

      Next-key Lock:锁定一个范围的记录并包含记录本身(上面两者的结合)

      注意:InnoDB默认级别是repeatable-read(重复读)级别。ANSI/IOS SQL标准定义了4种事务隔离级别:未提交读(read uncommitted),提交读(read committed),重复读(repeatable read),串行读(serializable)

    InnoDB的行锁模式及加锁方法

    InnoDB实现了以下两种类型的行锁。

    • 共享锁(s):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
    • 排他锁(X):允许获取排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同的数据集共享读锁和排他写锁。

    另外,为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制,InnoDB还有两种内部使用的意向锁(Intention Locks),这两种意向锁都是表锁。

    意向共享锁(IS):事务打算给数据行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

    意向排他锁(IX):事务打算给数据行加排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

    4.4 InnoDB的行锁

    InnoDB支持以下两种类型的行锁

    • 共享锁(读锁S)
      若事务 T 对数据对象 A 加了 S 锁,则事务 T 可以读 A 但不能修改 A,其它事务只能再对他加 S 锁,而不能加 X 锁,直到 T 释放 A 上的 S 锁。
      这保证了其他事务可以读 A,但在事务 T 释放 S 锁之前,不能对 A 做任何修改操作。
    • 排他锁(写锁X)
      若事务 T 对数据对象加 X 锁,事务 T 可以读 A 也可以修改 A,其他事务不能对 A 加任何锁,直到 T 释放 A 上的锁。
      这保证了,其他事务在 T 释放 A 上的锁之前不能再读取和修改 A。

    另外,为了允许行/表锁共存,实现多粒度锁机制,InnoDB还有两种内部使用的意向锁(Intention Locks),这两种意向锁都是表锁

    • 意向共享锁(IS)
      事务打算给数据行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁
    • 意向排他锁(IX)
      事务打算给数据行加排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁
    当前锁/是否兼容/请求锁 X IX S IS
    X 冲突 冲突 冲突 冲突
    IX 冲突 兼容 冲突 兼容
    S 冲突 冲突 兼容 兼容
    IS 冲突 兼容 兼容 兼容

    如果一个事务的请求锁与当前锁兼容,InnoDB就请求的锁授予该事务
    如果不兼容,该事务就要等待锁释放

    对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集排他锁(X)
    对于普通SELECT语句,InnoDB不会任何锁

    可以通过以下语句显示地给记录加读/写锁

    • 共享锁(S)
      select * from table_name where ... lock in share mode
    • 排他锁(X)
      select * from table_name where ... FOR UPDATE

    select * from table_name where ... lock in share mode获得共享锁,主要用在需要数据依存关系时确认某行记录是否存在,并确保没有人对这个记录UPDATE或DELETE
    但如果当前事务也需要对该记录进行更新,则很有可能造成死锁,对于锁定行记录后需要进行更新操作的应用,应该使用select * from table_name where ... FOR UPDATE方式获取排他锁

    Gap Lock和Next-key Lock的区别:

      Next-Key Lock是行锁与间隙锁的组合,这样,当InnoDB扫描索引记录的时候,会首先对选中的索引记录加上行锁(Record Lock),再对索引记录两边的间隙加上间隙锁(Gap Lock)。如果一个间隙被事务T1加了锁,其它事务是不能在这个间隙插入记录的。

      行锁防止别的事务修改或删除,Gap锁防止别的事务新增,行锁和GAP锁结合形成的Next-Key锁共同解决了RR界别在写数据时的幻读问题。

    Gap Lock和Next-key Lock的区别:

      Next-Key Lock是行锁与间隙锁的组合,这样,当InnoDB扫描索引记录的时候,会首先对选中的索引记录加上行锁(Record Lock),再对索引记录两边的间隙加上间隙锁(Gap Lock)。如果一个间隙被事务T1加了锁,其它事务是不能在这个间隙插入记录的。

      行锁防止别的事务修改或删除,Gap锁防止别的事务新增,行锁和GAP锁结合形成的Next-Key锁共同解决了RR界别在写数据时的幻读问题。

    InnoDB行锁模式兼容性列表

    当前锁模式/是否兼容/请求锁模式 X IX S IS
    X 冲突 冲突 冲突 冲突
    IX 冲突 兼容 冲突 兼容
    S 冲突 冲突 兼容 兼容
    IS 冲突 兼容 兼容 兼容

     

        如果一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容,InnoDB就请求的锁授予该事务;反之,如果两者两者不兼容,该事务就要等待锁释放。

        意向锁是InnoDB自动加的,不需用户干预。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及及数据集加排他锁(X);对于普通SELECT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);对于普通SELECT语句,InnoDB不会任何锁;事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排锁。

    共享锁(S):SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

    排他锁(X):SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

        用SELECT .. IN SHARE MODE获得共享锁,主要用在需要数据依存关系时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,则很有可能造成死锁,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方式获取排他锁。

        

     

    4.5 实例

    何时在InnoDB中使用表锁:

      InnoDB在绝大部分情况会使用行级锁,因为事务和行锁往往是我们选择InnoDB的原因,但是有些情况下我们也考虑使用表级锁

    • 当事务需要更新大部分数据时,表又比较大,如果使用默认的行锁,不仅效率低,而且还容易造成其他事务长时间等待和锁冲突。
    • 事务比较复杂,很可能引起死锁导致回滚。

    何时在InnoDB中使用表锁:

      InnoDB在绝大部分情况会使用行级锁,因为事务和行锁往往是我们选择InnoDB的原因,但是有些情况下我们也考虑使用表级锁

    • 当事务需要更新大部分数据时,表又比较大,如果使用默认的行锁,不仅效率低,而且还容易造成其他事务长时间等待和锁冲突。
    • 事务比较复杂,很可能引起死锁导致回滚。

    InnoDB行锁实现方式

        InnoDB行锁是通过索引上的索引项来实现的,这一点MySQL与Oracle不同,后者是通过在数据中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特点意味者:只有通过索引条件检索数据,InnoDB才会使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

        在实际应用中,要特别注意InnoDB行锁的这一特性,不然的话,可能导致大量的锁冲突,从而影响并发性能。

        

     

    4.5.1 Innodb共享锁

    session_1 session_2
    set autocommit=0,select * from actor where id =1 set autocommit=0,select * from actor where id =1
    当前seesion对id为1的记录加入共享锁 select * from actor where id =1 lock in share mode
    其他seesion仍然可以查询,并对该记录加入 select * from actor where id =1 lock in share mode
    当前session对锁定的记录进行更新,等待锁 update。。。where id=1
    当前session对锁定记录进行更新,则会导致死锁退出 update。。。where id=1
    获得锁,更新成功

    在InnoDB下 ,使用表锁要注意以下两点。

        (1)使用LOCK TALBES虽然可以给InnoDB加表级锁,但必须说明的是,表锁不是由InnoDB存储引擎层管理的,而是由其上一层MySQL Server负责的,仅当autocommit=0、innodb_table_lock=1(默认设置)时,InnoDB层才能知道MySQL加的表锁,MySQL Server才能感知InnoDB加的行锁,这种情况下,InnoDB才能自动识别涉及表级锁的死锁;否则,InnoDB将无法自动检测并处理这种死锁。

        (2)在用LOCAK TABLES对InnoDB锁时要注意,要将AUTOCOMMIT设为0,否则MySQL不会给表加锁;事务结束前,不要用UNLOCAK TABLES释放表锁,因为UNLOCK TABLES会隐含地提交事务;COMMIT或ROLLBACK不能释放用LOCAK TABLES加的表级锁,必须用UNLOCK TABLES释放表锁,正确的方式见如下:

      例如:如果需要写表t1并从表t读

      

    SET AUTOCOMMIT=0;
    LOCAK TABLES t1 WRITE, t2 READ, ...;
    [do something with tables t1 and here];
    COMMIT;
    UNLOCK TABLES;
    

    在InnoDB下 ,使用表锁要注意以下两点。

        (1)使用LOCK TALBES虽然可以给InnoDB加表级锁,但必须说明的是,表锁不是由InnoDB存储引擎层管理的,而是由其上一层MySQL Server负责的,仅当autocommit=0、innodb_table_lock=1(默认设置)时,InnoDB层才能知道MySQL加的表锁,MySQL Server才能感知InnoDB加的行锁,这种情况下,InnoDB才能自动识别涉及表级锁的死锁;否则,InnoDB将无法自动检测并处理这种死锁。

        (2)在用LOCAK TABLES对InnoDB锁时要注意,要将AUTOCOMMIT设为0,否则MySQL不会给表加锁;事务结束前,不要用UNLOCAK TABLES释放表锁,因为UNLOCK TABLES会隐含地提交事务;COMMIT或ROLLBACK不能释放用LOCAK TABLES加的表级锁,必须用UNLOCK TABLES释放表锁,正确的方式见如下:

      例如:如果需要写表t1并从表t读

      

    SET AUTOCOMMIT=0;
    LOCAK TABLES t1 WRITE, t2 READ, ...;
    [do something with tables t1 and here];
    COMMIT;
    UNLOCK TABLES;
    

    间隙锁(Next-Key锁)

        当我们用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据的索引项加锁;对于键值在条件范围内但并不存在的记录,叫做“间隙(GAP)”,InnoDB也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制不是所谓的间隙锁(Next-Key锁)。

        举例来说,假如emp表中只有101条记录,其empid的值分别是1,2,...,100,101,下面的SQL:

    SELECT * FROM emp WHERE empid > 100 FOR UPDATE

        是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁,也会对empid大于101(这些记录并不存在)的“间隙”加锁。

        InnoDB使用间隙锁的目的,一方面是为了防止幻读,以满足相关隔离级别的要求,对于上面的例子,要是不使用间隙锁,如果其他事务插入了empid大于100的任何记录,那么本事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读;另一方面,是为了满足其恢复和复制的需要。有关其恢复和复制对机制的影响,以及不同隔离级别下InnoDB使用间隙锁的情况。

        很显然,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待。因此,在实际开发中,尤其是并发插入比较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量使用相等条件来访问更新数据,避免使用范围条件。

     

     

    4.5.2 Innodb排他锁

    session_1 session_2
    set autocommit=0,select * from actor where id =1 set autocommit=0,select * from actor where id =1
    当前seesion对id为1的记录加入for update 共享锁 select * from actor where id =1 for update
    可查询该记录select *from actor where id =1,但是不能再记录共享锁,会等待获得锁select *from actor where id =1 for update
    更新后释放锁 update。。。 commit
    其他session,获得所,得到其他seesion提交的记录

     死锁:

      我们说过MyISAM中是不会产生死锁的,因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁,要么全部满足,要么全部等待。而在InnoDB中,锁是逐步获得的,就造成了死锁的可能。

         发生死锁后,InnoDB一般都可以检测到,并使一个事务释放锁回退,另一个获取锁完成事务。但在涉及外部锁,或涉及锁的情况下,InnoDB并不能完全自动检测到死锁,这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取所需的锁而挂起,会占用大量计算机资源,造成严重性能问题,甚至拖垮数据库。我们通过设置合适的锁等待超时阈值,可以避免这种情况发生。

     死锁:

      我们说过MyISAM中是不会产生死锁的,因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁,要么全部满足,要么全部等待。而在InnoDB中,锁是逐步获得的,就造成了死锁的可能。

         发生死锁后,InnoDB一般都可以检测到,并使一个事务释放锁回退,另一个获取锁完成事务。但在涉及外部锁,或涉及锁的情况下,InnoDB并不能完全自动检测到死锁,这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取所需的锁而挂起,会占用大量计算机资源,造成严重性能问题,甚至拖垮数据库。我们通过设置合适的锁等待超时阈值,可以避免这种情况发生。

    什么时候使用表锁

        对于InnoDB表,在绝大部分情况下都应该使用行级锁,因为事务和行锁往往是我们之所以选择InnoDB表的理由。但在个另特殊事务中,也可以考虑使用表级锁。

    • 第一种情况是:事务需要更新大部分或全部数据,表又比较大,如果使用默认的行锁,不仅这个事务执行效率低,而且可能造成其他事务长时间锁等待和锁冲突,这种情况下可以考虑使用表锁来提高该事务的执行速度。
    • 第二种情况是:事务涉及多个表,比较复杂,很可能引起死锁,造成大量事务回滚。这种情况也可以考虑一次性锁定事务涉及的表,从而避免死锁、减少数据库因事务回滚带来的开销。

        当然,应用中这两种事务不能太多,否则,就应该考虑使用MyISAM表。

        在InnoDB下 ,使用表锁要注意以下两点。

        (1)使用LOCK TALBES虽然可以给InnoDB加表级锁,但必须说明的是,表锁不是由InnoDB存储引擎层管理的,而是由其上一层MySQL Server负责的,仅当autocommit=0、innodb_table_lock=1(默认设置)时,InnoDB层才能知道MySQL加的表锁,MySQL Server才能感知InnoDB加的行锁,这种情况下,InnoDB才能自动识别涉及表级锁的死锁;否则,InnoDB将无法自动检测并处理这种死锁。

        (2)在用LOCAK TABLES对InnoDB锁时要注意,要将AUTOCOMMIT设为0,否则MySQL不会给表加锁;事务结束前,不要用UNLOCAK TABLES释放表锁,因为UNLOCK TABLES会隐含地提交事务;COMMIT或ROLLBACK产不能释放用LOCAK TABLES加的表级锁,必须用UNLOCK TABLES释放表锁,正确的方式见如下语句。

        例如,如果需要写表t1并从表t读,可以按如下做:

    SET AUTOCOMMIT=0;
    LOCAK TABLES t1 WRITE, t2 READ, ...;
    [do something with tables t1 and here];
    COMMIT;
    UNLOCK TABLES;
    

     

    4.6 Innodb行锁实现

    InnoDb行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现
    如果没有索引,InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁

    • Record Locks:对索引项加锁
    • Gap lock:对索引项之的“间隙“,第一天记录前的”间隙“,或最后一条记录后的”间隙“,加锁
    • Next-key lock:前两种的组合,对记录及其前面的间隙加锁

    InnoDb的行锁,实现特点意味着:
    如果不通过索引条件检索数据,那么Innodb将对表的所有记录加锁,和表锁一样

      有多种方法可以避免死锁,这里介绍常见的三种:

    1. 如果不同程序会并发存取多个表,尽量约定以相同的顺序访问表,可以大大降低死锁机会。如果两个session访问两个表的顺序不同,发生死锁的机会就非常高!但如果以相同的顺序来访问,死锁就可能避免。
    2. 在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需要的所有资源,减少死锁产生概率。
    3. 对于非常容易产生死锁的业务部分,可以尝试使用升级锁定颗粒度,通过表级锁定来减少死锁产生的概。
    4. 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,也可以大大降低死锁的可能
    5. 在REPEATEABLE-READ隔离级别下,如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...ROR UPDATE加排他锁,在没有符合该记录情况下,两个线程都会加锁成功。程序发现记录尚不存在,就试图插入一条新记录,如果两个线程都这么做,就会出现死锁。这种情况下,将隔离级别改成READ COMMITTED,就可以避免问题。
    6. 当隔离级别为READ COMMITED时,如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE,判断是否存在符合条件的记录,如果没有,就插入记录。此时,只有一个线程能插入成功,另一个线程会出现锁等待,当第1个线程提交后,第2个线程会因主键重出错,但虽然这个线程出错了,却会获得一个排他锁!这时如果有第3个线程又来申请排他锁,也会出现死锁。对于这种情况,可以直接做插入操作,然后再捕获主键重异常,或者在遇到主键重错误时,总是执行ROLLBACK释放获得的排他锁

       ps:如果出现死锁,可以用SHOW INNODB STATUS命令来确定最后一个死锁产生的原因和改进措施。

      有多种方法可以避免死锁,这里介绍常见的三种:

    1. 如果不同程序会并发存取多个表,尽量约定以相同的顺序访问表,可以大大降低死锁机会。如果两个session访问两个表的顺序不同,发生死锁的机会就非常高!但如果以相同的顺序来访问,死锁就可能避免。
    2. 在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需要的所有资源,减少死锁产生概率。
    3. 对于非常容易产生死锁的业务部分,可以尝试使用升级锁定颗粒度,通过表级锁定来减少死锁产生的概。
    4. 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,也可以大大降低死锁的可能
    5. 在REPEATEABLE-READ隔离级别下,如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...ROR UPDATE加排他锁,在没有符合该记录情况下,两个线程都会加锁成功。程序发现记录尚不存在,就试图插入一条新记录,如果两个线程都这么做,就会出现死锁。这种情况下,将隔离级别改成READ COMMITTED,就可以避免问题。
    6. 当隔离级别为READ COMMITED时,如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE,判断是否存在符合条件的记录,如果没有,就插入记录。此时,只有一个线程能插入成功,另一个线程会出现锁等待,当第1个线程提交后,第2个线程会因主键重出错,但虽然这个线程出错了,却会获得一个排他锁!这时如果有第3个线程又来申请排他锁,也会出现死锁。对于这种情况,可以直接做插入操作,然后再捕获主键重异常,或者在遇到主键重错误时,总是执行ROLLBACK释放获得的排他锁

       ps:如果出现死锁,可以用SHOW INNODB STATUS命令来确定最后一个死锁产生的原因和改进措施。

    关于死锁

        MyISAM表锁是deadlock free的,这是因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁,要么全部满足,要么等待,因此不会出现死锁。但是在InnoDB中,除单个SQL组成的事务外,锁是逐步获得的,这就决定了InnoDB发生死锁是可能的。

        发生死锁后,InnoDB一般都能自动检测到,并使一个事务释放锁并退回,另一个事务获得锁,继续完成事务。但在涉及外部锁,或涉及锁的情况下,InnoDB并不能完全自动检测到死锁,这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取所需的锁而挂起,会占用大量计算机资源,造成严重性能问题,甚至拖垮数据库。我们通过设置合适的锁等待超时阈值,可以避免这种情况发生。

        通常来说,死锁都是应用设计的问题,通过调整业务流程、数据库对象设计、事务大小、以及访问数据库的SQL语句,绝大部分都可以避免。下面就通过实例来介绍几种死锁的常用方法。

        (1)在应用中,如果不同的程序会并发存取多个表,应尽量约定以相同的顺序为访问表,这样可以大大降低产生死锁的机会。如果两个session访问两个表的顺序不同,发生死锁的机会就非常高!但如果以相同的顺序来访问,死锁就可能避免。

        (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,也可以大大降低死锁的可能。

        (3)在事务中,如果要更新记录,应该直接申请足够级别的锁,即排他锁,而不应该先申请共享锁,更新时再申请排他锁,甚至死锁。

        (4)在REPEATEABLE-READ隔离级别下,如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...ROR UPDATE加排他锁,在没有符合该记录情况下,两个线程都会加锁成功。程序发现记录尚不存在,就试图插入一条新记录,如果两个线程都这么做,就会出现死锁。这种情况下,将隔离级别改成READ COMMITTED,就可以避免问题。

        (5)当隔离级别为READ COMMITED时,如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE,判断是否存在符合条件的记录,如果没有,就插入记录。此时,只有一个线程能插入成功,另一个线程会出现锁等待,当第1个线程提交后,第2个线程会因主键重出错,但虽然这个线程出错了,却会获得一个排他锁!这时如果有第3个线程又来申请排他锁,也会出现死锁。对于这种情况,可以直接做插入操作,然后再捕获主键重异常,或者在遇到主键重错误时,总是执行ROLLBACK释放获得的排他锁。

     

        尽管通过上面的设计和优化等措施,可以大减少死锁,但死锁很难完全避免。因此,在程序设计中总是捕获并处理死锁异常是一个很好的编程习惯。

        如果出现死锁,可以用SHOW INNODB STATUS命令来确定最后一个死锁产生的原因和改进措施。

     

     

    --------------------------------------------------------------------------------

     

    间隙锁(Next-Key锁)

    SELECT * FROM emp WHERE empid > 100 FOR UPDATE
    //    是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁,也会对empid大于101(这些记录并不存在)的“间隙”加锁。
    

    InnoDB使用间隙锁的目的,一方面是为了防止幻读,以满足相关隔离级别的要求,对于上面的例子,要是不使用间隙锁,如果其他事务插入了empid大于100的任何记录,那么本事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读;另一方面,是为了满足其恢复和复制的需要。很显然,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待。因此,在实际开发中,尤其是并发插入比较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量使用相等条件来访问更新数据,避免使用范围条件。

     总结:

      对于InnoDB表,主要有以下几点

        (1)InnoDB的行销是基于索引实现的,如果不通过索引访问数据,InnoDB会使用表锁。

        (2)InnoDB间隙锁机制,以及InnoDB使用间隙锁的原因。

        (3)在不同的隔离级别下,InnoDB的锁机制和一致性读策略不同。

        (4)MySQL的恢复和复制对InnoDB锁机制和一致性读策略也有较大影响。

        (5)锁冲突甚至死锁很难完全避免。

     

          在了解InnoDB的锁特性后,用户可以通过设计和SQL调整等措施减少锁冲突和死锁,包括:

    • 尽量使用较低的隔离级别
    • 精心设计索引,并尽量使用索引访问数据,使加锁更精确,从而减少锁冲突的机会。
    • 选择合理的事务大小,小事务发生锁冲突的几率也更小。
    • 给记录集显示加锁时,最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话,最好直接申请排他锁,而不是先申请共享锁,修改时再请求排他锁,这样容易产生死锁。
    • 不同的程序访问一组表时,应尽量约定以相同的顺序访问各表,对一个表而言,尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大减少死锁的机会。
    • 尽量用相等条件访问数据,这样可以避免间隙锁对并发插入的影响。
    • 不要申请超过实际需要的锁级别;除非必须,查询时不要显示加锁。
    • 对于一些特定的事务,可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能。

     总结:

      对于InnoDB表,主要有以下几点

        (1)InnoDB的行销是基于索引实现的,如果不通过索引访问数据,InnoDB会使用表锁。

        (2)InnoDB间隙锁机制,以及InnoDB使用间隙锁的原因。

        (3)在不同的隔离级别下,InnoDB的锁机制和一致性读策略不同。

        (4)MySQL的恢复和复制对InnoDB锁机制和一致性读策略也有较大影响。

        (5)锁冲突甚至死锁很难完全避免。

     

          在了解InnoDB的锁特性后,用户可以通过设计和SQL调整等措施减少锁冲突和死锁,包括:

    • 尽量使用较低的隔离级别
    • 精心设计索引,并尽量使用索引访问数据,使加锁更精确,从而减少锁冲突的机会。
    • 选择合理的事务大小,小事务发生锁冲突的几率也更小。
    • 给记录集显示加锁时,最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话,最好直接申请排他锁,而不是先申请共享锁,修改时再请求排他锁,这样容易产生死锁。
    • 不同的程序访问一组表时,应尽量约定以相同的顺序访问各表,对一个表而言,尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大减少死锁的机会。
    • 尽量用相等条件访问数据,这样可以避免间隙锁对并发插入的影响。
    • 不要申请超过实际需要的锁级别;除非必须,查询时不要显示加锁。
    • 对于一些特定的事务,可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能。

    总结

        对于MyISAM的表锁,主要有以下几点

        (1)共享读锁(S)之间是兼容的,但共享读锁(S)和排他写锁(X)之间,以及排他写锁之间(X)是互斥的,也就是说读和写是串行的。

        (2)在一定条件下,MyISAM允许查询和插入并发执行,我们可以利用这一点来解决应用中对同一表和插入的锁争用问题。

        (3)MyISAM默认的锁调度机制是写优先,这并不一定适合所有应用,用户可以通过设置LOW_PRIPORITY_UPDATES参数,或在INSERT、UPDATE、DELETE语句中指定LOW_PRIORITY选项来调节读写锁的争用。

        (4)由于表锁的锁定粒度大,读写之间又是串行的,因此,如果更新操作较多,MyISAM表可能会出现严重的锁等待,可以考虑采用InnoDB表来减少锁冲突。

     

        对于InnoDB表,主要有以下几点

        (1)InnoDB的行销是基于索引实现的,如果不通过索引访问数据,InnoDB会使用表锁。

        (2)InnoDB间隙锁机制,以及InnoDB使用间隙锁的原因。

        (3)在不同的隔离级别下,InnoDB的锁机制和一致性读策略不同。

        (4)MySQL的恢复和复制对InnoDB锁机制和一致性读策略也有较大影响。

        (5)锁冲突甚至死锁很难完全避免。

        在了解InnoDB的锁特性后,用户可以通过设计和SQL调整等措施减少锁冲突和死锁,包括:

    • 尽量使用较低的隔离级别
    • 精心设计索引,并尽量使用索引访问数据,使加锁更精确,从而减少锁冲突的机会。
    • 选择合理的事务大小,小事务发生锁冲突的几率也更小。
    • 给记录集显示加锁时,最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话,最好直接申请排他锁,而不是先申请共享锁,修改时再请求排他锁,这样容易产生死锁。
    • 不同的程序访问一组表时,应尽量约定以相同的顺序访问各表,对一个表而言,尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大减少死锁的机会。
    • 尽量用相等条件访问数据,这样可以避免间隙锁对并发插入的影响。
    • 不要申请超过实际需要的锁级别;除非必须,查询时不要显示加锁。
    • 对于一些特定的事务,可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能。

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    4.7 什么时候使用表锁

    对于InnoDB,在绝大部分情况下都应该使用行锁
    因为事务和行锁往往是我们之所以选择InnoDB的理由

    但在个别特殊事务中,也可以考虑使用表锁

    • 事务需要更新大部分数据,表又较大,如果使用默认的行锁,不仅这个事务执行效率低,而且可能造成其他事务长时间锁等待和锁冲突,这种情况下可以考虑使用表锁来提高该事务的执行速度
    • 事务涉及多个表,比较复杂,很可能引起死锁,造成大量事务回滚
      这种情况也可以考虑一次性锁定事务涉及的表,从而避免死锁、减少数据库因事务回滚带来的开销

    当然,应用中这两种事务不能太多,否则,就应该考虑使用MyISAM

    在InnoDB下 ,使用表锁要注意以下两点

    • 使用LOCK TALBES虽然可以给InnoDB加表级锁,但必须说明的是,表锁不是由InnoDB引擎层管理的,而是由其上一层MySQL Server负责的
      新葡亰496netMySQL中的锁(表锁、行锁)。仅当autocommit=0、innodb_table_lock=1(默认设置)时,InnoDB层才能知道MySQL加的表锁,MySQL Server才能感知InnoDB加的行锁
      这种情况下,InnoDB才能自动识别涉及表锁的死锁
      否则,InnoDB将无法自动检测并处理这种死锁
    • 在用LOCK TALBESInnoDB锁时要注意,要将autocommit设为0,否则MySQL不会给表加锁
      事务结束前,不要用UNLOCK TALBES释放表锁,因为它会隐式地提交事务
      COMMIT或ROLLBACK不能释放用LOCK TALBES加的表锁,必须用UNLOCK TABLES释放表锁,正确的方式见如下语句
    // 如果需要写表t1并从表t读
    SET AUTOCOMMIT=0;
    LOCAK TABLES t1 WRITE, t2 READ, ...;
    [do something with tables t1 and here];
    COMMIT;
    UNLOCK TABLES;
    

    参考文献:

     [1] Baron Schwartz等 著,宁海元等 译 ;《高性能MySQL》(第3版); 电子工业出版社 ,2013

     [2] 简书博客,

     [3]CSDN博客,

     [4] CSDN博客,

     [5] CSDN博客,

     [6] CSDN博客,

     [7] CSDN博客,

     [8] 官网文档,

    参考文献:

     [1] Baron Schwartz等 著,宁海元等 译 ;《高性能MySQL》(第3版); 电子工业出版社 ,2013

     [2] 简书博客,

     [3]CSDN博客,

     [4] CSDN博客,

     [5] CSDN博客,

     [6] CSDN博客,

     [7] CSDN博客,

     [8] 官网文档,

    5 关于死锁

    MyISAM表锁是deadlock free的,这是因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁,要么全部满足,要么等待,因此不会出现死锁

    但在InnoDB中,除单个SQL组成的事务外,锁是逐步获得的,这就决定了InnoDB发生死锁是可能的

    发生死锁后,InnoDB一般都能自动检测到,并使一个事务释放锁并退回,另一个事务获得锁,继续完成事务

    但在涉及外部锁,或涉及锁的情况下,InnoDB并不能完全自动检测到死锁
    这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取所需的锁而挂起,会占用大量计算机资源,造成严重性能问题,甚至拖垮数据库
    我们通过设置合适的锁等待超时阈值,可以避免这种情况发生。

    通常来说,死锁都是应用设计的问题,通过调整业务流程、数据库对象设计、事务大小、以及访问数据库的SQL语句,绝大部分都可以避免
    下面就通过实例来介绍几种死锁的常用方法。

    • 在应用中,如果不同的程序会并发存多个表,应尽量约定以相同的顺序访问表,这样可以大大降低产生死锁的机会
    • 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,也可以大大降低死锁的可能
    • 在事务中,如果要更新记录,应该直接申请排他锁,而不应该先申请共享锁
    • 可重复读下,如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...ROR UPDATE加排他写锁
      在没有符合该记录情况下,两个线程都会加锁成功
      程序发现记录尚不存在,就试图插入一条新记录,如果两个线程都这么做,就会出现死锁
      这种情况下,将隔离级别改成READ COMMITTED,就可以避免问题
    • 当隔离级别为READ COMMITED时,如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE
      判断是否存在符合条件的记录,没有,就插入记录。此时,只有一个线程能插入成功,另一个线程会出现锁等待,当第1个线程提交后,第2个线程会因主键重出错,但虽然这个线程出错了,却会获得一个排他锁!这时如果有第3个线程又来申请排他锁,也会出现死锁。对于这种情况,可以直接做插入操作,然后再捕获主键重异常,或者在遇到主键重错误时,总是执行ROLLBACK释放获得的排他锁

    如果出现死锁,可以用SHOW INNODB STATUS命令来确定最后一个死锁产生的原因和改进措施。

    6 总结

    6.1 对于MyISAM的表锁

    • 共享读锁之间是兼容的,但共享读锁和排他写锁之间,以及排他写锁之间互斥,即读写串行
    • 在一定条件下,MyISAM允许查询/插入并发,可利用这一点来解决应用中对同一表查询/插入的锁争用问题
    • MyISAM默认的锁调度机制是写优先,这并不一定适合所有应用,用户可以通过设置LOW_PRIPORITY_UPDATES参数或在INSERT、UPDATE、DELETE语句中指定LOW_PRIORITY选项来调节读写锁的争用
    • 由于表锁的锁定粒度大,读写又是串行的,因此如果更新操作较多,MyISAM表可能会出现严重的锁等待,可以考虑采用InnoDB表来减少锁冲突

    6.2 对于InnoDB表

    • InnoDB的行锁是基于索引实现的,如果不通过索引访问数据,InnoDB会使用表锁
    • InnoDB间隙锁机制,以及InnoDB使用间隙锁的原因
    • 在不同的隔离级别下,InnoDB的锁机制和一致性读策略不同。
    • MySQL的恢复和复制对InnoDB锁机制和一致性读策略也有较大影响
    • 锁冲突甚至死锁很难完全避免

    7 索引与锁

    在了解InnoDB的锁特性后,用户可以通过设计和SQL调整等措施减少锁冲突和死锁

    • 尽量使用较低的隔离级别

    • 精心设计索引,并尽量使用索引访问数据,使加锁更精确,从而减少锁冲突的机会。

    ![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/4685968-0c77ea62da902473.png)
    
    • 选择合理的事务大小,小事务发生锁冲突的几率也更小。

    • 给记录集显示加锁时,最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话,最好直接申请排他锁,而不是先申请共享锁,修改时再请求排他锁,这样容易产生死锁。

    • 不同的程序访问一组表时,应尽量约定以相同的顺序访问各表,对一个表而言,尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大减少死锁的机会。

    • 尽量用相等条件访问数据,这样可以避免间隙锁对并发插入的影响。

    • 不要申请超过实际需要的锁级别;除非必须,查询时不要显示加锁。

    • 对于一些特定的事务,可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能

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