MySql-锁

    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(如CPU、RAM、I/O等)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。

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。

并发事务处理带来的问题

    1.更新丢失(Lost Update)
    2.脏读(Dirty Reads) 读未提交
    3.不可重复读(Non-Repeatable Reads)  读已提交
    4.幻读(Phantom Reads)

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
 

例子:

打个比方,我们到淘宝上买一件商品,商品只有一件库存,这个时候如果还有另一个人买,那么如何解决是你买到还是另一个人买到的问题?

这里肯定要用到事物,我们先从库存表中取出物品数量,然后插入订单,付款后插入付款表信息,然后更新商品数量。在这个过程中,使用锁可以对有限的资源进行保护,解决隔离和并发的矛盾

锁的分类

从对数据操作的类型(读\写)角度来分

    读锁(共享锁):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
    写锁(排它锁):当前写操作没有完成前,它会阻断其他写锁和读锁。

从对数据操作的粒度分

    行锁:偏向MyISAM存储引擎,开销小,加锁快;无死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

    表锁:偏向InnoDB存储引擎,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。

表锁例子(MyISAM引擎)

偏向MyISAM存储引擎,开销小,加锁快;无死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。

【表级锁分析--建表SQL】

create table mylock(
 id int not null primary key auto_increment,
 name varchar(20)
)engine myisam;

insert into mylock(name) values('a');
insert into mylock(name) values('b');
insert into mylock(name) values('c');
insert into mylock(name) values('d');
insert into mylock(name) values('e');

【手动增加表锁】
      lock table tableName1 read(write),tableName2 read(write),其它;
【查看表上加过的锁】
      show open tables;

      

【释放表锁】
      unlock tables;

我们为mylock表加read锁(读阻塞写例子)

我们为mylock表加write锁(MyISAM存储引擎的写阻塞读例子)

MyISAM在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行增删改操作前,会自动给涉及的表加写锁。 
MySQL的表级锁有两种模式:
   表共享读锁(Table Read Lock)
   表独占写锁(Table Write Lock)

结论: 结合上表,所以对MyISAM表进行操作,会有以下情况: 
  1、对MyISAM表的读操作(加读锁),不会阻塞其他进程对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求。只有当读锁释放后,才会执行其它进程的写操作。 
  2、对MyISAM表的写操作(加写锁),会阻塞其他进程对同一表的读和写操作,只有当写锁释放后,才会执行其它进程的读写操作。
 简而言之,就是读锁会阻塞写,但是不会堵塞读。而写锁则会把读和写都堵塞。

行锁例子(InnoDB引擎)

create table test_innodb_lock (a int(11),b varchar(16))engine=innodb;

insert into test_innodb_lock values(1,'b2');
insert into test_innodb_lock values(3,'3');
insert into test_innodb_lock values(4,'4000');
insert into test_innodb_lock values(5,'5000');
insert into test_innodb_lock values(6,'6000');
insert into test_innodb_lock values(7,'7000');
insert into test_innodb_lock values(8,'8000');
insert into test_innodb_lock values(9,'9000');
insert into test_innodb_lock values(1,'b1');

--创建索引
create index test_innodb_a_ind on test_innodb_lock(a);
create index test_innodb_lock_b_ind on test_innodb_lock(b);

 session1                                                                                    session2

索引失效导致行锁变表锁(如果没有索引,所以update会锁表,如果加了索引,就会锁行,但是索引失效也会锁表)

间隙锁

SELECT * from test_innodb_lock WHERE a = 1 FOR UPDATE;

表锁分析

【看看哪些表被加锁了】
       mysql>show open tables;

【如何分析表锁定】可以通过检查table_locks_waited和table_locks_immediate状态变量来分析系统上的表锁定:
       show status like 'table%';

       

这里有两个状态变量记录MySQL内部表级锁定的情况,两个变量说明如下:
      Table_locks_immediate:产生表级锁定的次数,表示可以立即获取锁的查询次数,每立即获取锁值加1 ;
      Table_locks_waited:出现表级锁定争用而发生等待的次数(不能立即获取锁的次数,每等待一次锁值加1),此值高则说明存在着较严重的表级锁争用情况;

      此外,Myisam的读写锁调度是写优先,这也是myisam不适合做写为主表的引擎。因为写锁后,其他线程不能做任何操作,大量的更新会使查询很难得到锁,从而造成永远阻塞

行锁分析

【如何分析行锁定】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
        show status like 'innodb_row_lock%';

         

    对各个状态量的说明如下:
        Innodb_row_lock_current_waits:当前正在等待锁定的数量;
        Innodb_row_lock_time:从系统启动到现在锁定总时间长度;
        Innodb_row_lock_time_avg:每次等待所花平均时间;
        Innodb_row_lock_time_max:从系统启动到现在等待最常的一次所花的时间;
        Innodb_row_lock_waits:系统启动后到现在总共等待的次数;
        对于这5个状态变量,比较重要的主要是
            Innodb_row_lock_time_avg(等待平均时长),
            Innodb_row_lock_waits(等待总次数)
            Innodb_row_lock_time(等待总时长)这三项。
     尤其是当等待次数很高,而且每次等待时长也不小的时候,我们就需要分析系统中为什么会有如此多的等待,然后根据分析结果着手指定优化计划。
 

优化建议

    1.尽可能让所有数据检索都通过索引来完成,避免无索引行锁升级为表锁。
    2.合理设计索引,尽量缩小锁的范围
    3.尽可能较少检索条件,避免间隙锁
    4.尽量控制事务大小,减少锁定资源量和时间长度
    5.尽可能低级别事务隔离

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