MYSQL的全局锁、表锁、行锁——行锁功过:怎么减少行锁对性能的影响?

参考文章:http://gk.link/a/101pG

全局锁和表级锁:在server层实现

行锁:在引擎层由各个引擎自己实现的。MyISAM 引擎就不支持行锁,并发控制只能使用表锁,对于这种引擎的表,同一张表上任何时刻只能有一个更新在执行,这就会影响到业务并发度;InnoDB 是支持行锁的

两阶段锁协议

在 InnoDB 事务中,行锁是在需要的时候才加上的,但并不是不需要了就立刻释放,而是要等到事务结束时才释放。这个就是两阶段锁协议。

如果你的事务中需要锁多个行,要把最可能造成锁冲突、最可能影响并发度的锁尽量往后放。

举例:假设你负责实现一个电影票在线交易业务,顾客 A 要在影院 B 购买电影票。我们简化一点,这个业务需要涉及到以下操作:1、从顾客 A 账户余额中扣除电影票价;

2、给影院 B 的账户余额增加这张电影票价;

3、记录一条交易日志。

如果你把语句 2 安排在最后,比如按照 3、1、2 这样的顺序,那么影院账户余额这一行的锁时间就最少。这就最大程度地减少了事务之间的锁等待,提升了并发度。

死锁和死锁检测

当并发系统中不同线程出现循环资源依赖,涉及的线程都在等待别的线程释放资源时,就会导致这几个线程都进入无限等待的状态,称为死锁。

当出现死锁以后,有两种策略:

(1)一种策略是,直接进入等待,直到超时。这个超时时间可以通过参数 innodb_lock_wait_timeout 来设置。

(2)另一种策略是,发起死锁检测,发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一个事务,让其他事务得以继续执行。将参数 innodb_deadlock_detect 设置为 on,表示开启这个逻辑。

在 InnoDB 中,innodb_lock_wait_timeout 的默认值是 50s,时间太长了。但是,我们又不可能直接把这个时间设置成一个很小的值,比如 1s。这样当出现死锁的时候,确实很快就可以解开,但如果不是死锁,而是简单的锁等待呢?所以,超时时间设置太短的话,会出现很多误伤。所以,正常情况下我们还是要采用第二种策略

减少死锁的主要方向,就是控制访问相同资源的并发事务量。

怎么解决由这种热点行更新导致的性能问题呢?

问题的症结在于,死锁检测要耗费大量的 CPU 资源。

(1)一种头痛医头的方法,就是如果你能确保这个业务一定不会出现死锁,可以临时把死锁检测关掉。但是这种操作本身带有一定的风险,因为业务设计的时候一般不会把死锁当做一个严重错误,毕竟出现死锁了,就回滚,然后通过业务重试一般就没问题了,这是业务无损的。而关掉死锁检测意味着可能会出现大量的超时,这是业务有损的

(2)另一个思路是控制并发度。这个并发控制要做在数据库服务端。如果你有中间件,可以考虑在中间件实现;如果你的团队有能修改 MySQL 源码的人,也可以做在 MySQL 里面。基本思路就是,对于相同行的更新,在进入引擎之前排队。这样在 InnoDB 内部就不会有大量的死锁检测工作了。

如果团队里暂时没有数据库方面的专家,不能实现这样的方案,能不能从设计上优化这个问题呢?

你可以考虑通过将一行改成逻辑上的多行来减少锁冲突。还是以影院账户为例,可以考虑放在多条记录上,比如 10 个记录,影院的账户总额等于这 10 个记录的值的总和。这样每次要给影院账户加金额的时候,随机选其中一条记录来加。这样每次冲突概率变成原来的 1/10,可以减少锁等待个数,也就减少了死锁检测的 CPU 消耗。

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思考:

如果你要删除一个表里面的前 10000 行数据,有以下三种方法可以做到:

你会选择哪一种方法呢?为什么呢?

答案:第二种方式是相对较好的。

方案一,单个语句占用时间长,锁的时间也比较长;而且大事务还会导致主从延迟。
方案二,串行化执行,将相对长的事务分成多次相对短的事务,则每次事务占用锁的时间相对较短,其他客户端在等待相应资源的时间也较短。这样的操作,同时也意味着将资源分片使用(每次执行使用不同片段的资源),可以提高并发性。
方案三,人为自己制造锁竞争,加剧并发量。

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有价值的问题:

1、关于死锁检测innodb_deadlock_detect我想请教一下,是每条事务执行前都会进行检测吗?如果是这样,即使简单的更新单个表的语句,当每秒的并发量达到上千的话,岂不是也会消耗大量资源用于死锁检测吗?

如果他要加锁访问的行上有锁,他才要检测。

(1)一致性读不会加锁,就不需要做死锁检测;

(2)并不是每次死锁检测都都要扫所有事务。比如某个时刻,事务等待状态是这样的:B在等A,D在等C,现在来了一个E,发现E需要等D,那么E就判断跟D、C是否会形成死锁,这个检测不用管B和A

2、不支持行锁的引擎,只能使用表锁,而表锁同一张表在同一时刻只能有一个更新。但是表级锁中的MDL锁,dml语句会产生MDL读锁,而MDL读锁不是互斥的,也就是说一张表可以同时有多个dml语句操作。感觉这两种说法有点矛盾,请老师解惑!

答:不矛盾,MDL锁和表锁是两个不同的结构。

比如:你要在myisam 表上更新一行,那么会加MDL读锁和表的写锁;然后同时另外一个线程要更新这个表上另外一行,也要加MDL读锁和表写锁。

第二个线程的*MDL读锁是能成功加上*的,但是被表写锁堵住了。从语句现象上看,就是第二个线程要等第一个线程执行完成。

3、如果开启事务,然后进行死锁检测,如果发现有其它线程因为这个线程的加入,导致其它线程的死锁,这个流程是什么样的

答:理论上说,之前没死锁,现在A加进来,出现了死锁,那么死锁的环里面肯定包含A,因此只要从A出发去扫就好了

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自问自答:

1. 两阶段锁的概念是什么? 对事务使用有什么帮助?
2. 死锁的概念是什么? 举例说明出现死锁的情况.
3. 死锁的处理策略有哪两种? 
4. 等待超时处理死锁的机制什么?有什么局限?
5. 死锁检测处理死锁的机制是什么? 有什么局限?
6. 有哪些思路可以解决热点更新导致的并发问题?

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小结:

两阶段锁:在 InnoDB 事务中,行锁是在需要的时候才加上的,但并不是不需要了就立刻释放, 而是要等到事务结束时才释放。
建议:如果你的事务中需要锁多个行,要把最可能造成锁冲突、最可能影响并发度的锁尽量往后放。
死锁:当并发系统中不同线程出现循环资源依赖,涉及的线程都在等待别的线程释放资源时,就会导致这几个线程都进入无限等待的状态。
解决方案:
1、通过参数 innodb_lock_wait_timeout 根据实际业务场景来设置超时时间,InnoDB引擎默认值是50s。
2、发起死锁检测,发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一个事务,让其他事务得以继续执行。将参数 innodb_deadlock_detect 设置为 on,表示开启这个逻辑(默认是开启状态)。
如何解决热点行更新导致的性能问题?
1、如果你能确保这个业务一定不会出现死锁,可以临时把死锁检测关闭掉。一般不建议采用
2、控制并发度,对应相同行的更新,在进入引擎之前排队。这样在InnoDB内部就不会有大量的死锁检测工作了。
3、将热更新的行数据拆分成逻辑上的多行来减少锁冲突,但是业务复杂度可能会大大提高。

innodb行级锁是通过锁索引记录实现的,如果更新的列没建索引是会锁住整个表的。

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