鎖

一、概念

　　鎖是計算機協調多個進程或線程訪問某一個資源的機制。在數據庫中，除傳統的計算資源（CPU、RAM、IO）的爭用意外，數據也是一種許多用戶共享的資源。如何保證數據并發訪問的一致性、有效性是所有數據庫必須解決的一個問題，鎖沖突也是影響數據庫并發訪問的一個重要因素。從這個角度來說，鎖對數據庫尤其重要，也更加復雜。本文就以MyISAM和InnoDB兩個引擎來說明鎖的問題；

二、MySQL鎖概述

　　相對其他數據庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其中最為顯著的特點是不同的引擎具有不同的鎖。比如MyISAM和InnoDB分別采用表鎖、行鎖，但是InnoDB也支持表鎖，默認情況下采用行鎖；

三、MySQL表鎖和行鎖對比

鎖的名稱	開銷	加鎖速度	死鎖	粒度	并發性能
表鎖	小	快	不會出現	大	最低
行鎖	大	慢	出現	小	最高

從鎖的角度來說表鎖適合查詢為主，只有少量按索引條件更新數據的應用；行鎖適合于大量按索引條件來并發更新少量的數據，同時又有并發查詢的應用；

MyISAM表鎖

?一、查詢表級鎖的爭用情況

　　可以通過table_locks_waited和table_locks_immediate來分析系統表鎖的爭奪；

如果table_locks_waited的值比較高的話，則說明存在較高的表鎖爭奪。

二、表鎖的鎖模式

　　表級鎖有兩種方式：讀鎖和寫鎖，鎖模式的兼容性如下:

?請求鎖模式是否兼容當前鎖模式	?讀鎖	?寫鎖
?讀鎖	?是	?否
?寫鎖	?否	?否

由上表可見，MyISAM表的讀操作是不會阻塞其他用戶對同一張表的讀請求，但會阻塞表的寫請求；對于MyISAM的寫操作，則會阻塞其他用戶對同一張表的讀和寫操作。MyISAM的讀和寫操作之間，寫操作和寫操作之間是串行的。也就是說當一個線程獲得一個表的寫鎖之后，只有持有鎖的線程可以執行更新操作，其他線程的讀和寫都要等待，直到鎖被釋放為止。

三、如何加表鎖

　　MyISAM在執行查詢語句（SELECT）前，會自動給涉及的所有表加讀鎖，在執行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會自動給涉及的表加寫鎖，這個過程并不需要用戶干預，因此，用戶一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。

　　給MyISAM表加顯示鎖，一般是在一定程度上模擬事務操作，實現某一時間點多個表大的一致性讀取。例如我們現在有一個庫存表和入庫單表，我們要判斷入庫單的總數是否和庫存表的一致，這個時候我們不給這兩個表加鎖，就可能產生錯誤的結果，比如在執行第一次查詢庫存的時候，入庫單表發生了改變。這個時候就造成數據錯誤。

　　對以上的列子做出總結：

　　1、上面的例子在LOCK TABLES時加了“local”選項，其作用就是在滿足MyISAM表并發插入條件的情況下，允許其他用戶在表尾并發插入記錄；

　　2、在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時，必須同時取得所有涉及到表的鎖，并且MySQL不支持鎖升級。也就是說，在執行LOCK TABLES后，只能訪問顯式加鎖的這些表，不能訪問未加鎖的表；同時，如果加的是讀鎖，那么只能執行查詢操作，而不能執行更新操作。其實，在自動加鎖的情況下也基本如此，MyISAM總是一次獲得SQL語句所需要的全部鎖。這也正是MyISAM表不會出現死鎖的原因。

四、并發插入　

　　MyISAM的存儲引擎有一個系統的變量concurrent_insert，專門用于控制并發插入的行為，其值分別是0,1,2：

　　1、?當concurrent_insert設置為0時，不允許并發插入。

　　2、?當concurrent_insert設置為1時，如果MyISAM表中沒有空洞（即表的中間沒有被刪除的行），MyISAM允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認設置。

　　3、當concurrent_insert設置為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾并發插入記錄。

五、MyISAM的鎖調度

　　MyISAM的存儲引擎的讀鎖和寫鎖互斥的，讀寫操作都是串行的。比如現在有一個進程某一個表的讀鎖，這是同時有個進程來請求同一張表的寫鎖，這個時候MyISAM表會怎么做呢？結果就是寫鎖先獲取，不僅如此，如果讀鎖先進入隊列，寫鎖后進入隊列，這個時候也是寫鎖現貨的。這是因為MySQL認為寫比讀重要。這也正是MyISAM表不太合適有大量更新操作和查詢操作的原因。因為大量的更新操作是的讀操作難以獲得鎖，從而可能永遠阻塞，這種情況可能會變的非常糟糕。但是我們可以設置MyISAM的調度行為

1、 通過指定啟動參數low-priority-updates，使MyISAM引擎默認給予讀請求以優先的權利。 2、通過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該連接發出的更新請求優先級降低。 3、通過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語句的優先級。 4、給系統參數max_write_lock_count設置一個合適的值，當一個表的讀鎖達到這個值后，MySQL就暫時將寫請求的優先級降低，給讀進程一定獲得鎖的機會。 5、一些需要長時間運行的查詢操作，也會使寫進程阻塞。

六、什么時候用表鎖

1、事務需要更新大部分或全部數據，表又比較大，如果使用默認的行鎖，不僅這個事務執行效率低，而且可能造成其他事務長時間鎖等待和鎖沖突，這種情況下可以考慮使用表鎖來提高該事務的執行速度。

2、事務涉及多個表，比較復雜，很可能引起死鎖，造成大量事務回滾。這種情況也可以考慮一次性鎖定事務涉及的表，從而避免死鎖、減少數據庫因事務回滾帶來的開銷。

InnoDB鎖

　　InnoDB和MyISAM的區別是，InnoDB支持事務和行級鎖。行級鎖和表鎖有很多不同的地方，事務的引入也帶來了一些新的問題。

一、事務

1、事務的特性

　　原子性：對數據的修改，要么全部成功，要么全部失敗。

　　一致性：在事務開始的時候和完成的時候，數據都必須保持一致的狀態。

　　隔離性：保證事務在不受外部并發操作影響的“獨立”環境執行。也就是事務處理過程的中間部分是不可見的。

　　持久性：事務完成之后，他對數據的修改是永久的，即系統出現故障也可以保持。

2、并發事務帶來的問題

　　更新丟失:最后的更新覆蓋了其他事務所做的更新。解決此問題的條件是，當前用戶在沒有提交事務的時候，其他用戶是不可以操作的。

　　臟讀：一個事務正在對一條記錄做修改，這個事務在完成提交前，這個時候另一個事務來讀取這一行的數據，就有可能讀到臟數據。

　　不可重復讀：一個事務在讀取某些數據后的某個時間，再次讀取以前讀過的數據，卻發現其讀出的數據已經發生了改變、或某些記錄已經被刪除了！

　　幻度：一個事務按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的數據，卻發現其他事務插入了滿足其查詢條件的新數據。

3、事務的隔離級別

　　a、更新丟失通常應該完全可以避免，但防止更新丟失，不能單靠數據庫事務控制來解決，需要應用程序對更新的數據加鎖來解決；

　　b、“臟讀”、“不可重復讀”和“幻讀”，其實都是數據庫讀一致性問題，必須由數據庫提供一定的事務隔離機制來解決

隔離級別	讀數據一致性	臟讀	不可重復讀	幻讀
未提交讀（Read uncommitted）	最低級別，只能保證不讀取物理上損壞的數據	是	是	是
已提交度（Read committed）	語句級	否	是	是
可重復讀（Repeatable read）	事務級	否	否	是
可序列化（Serializable）	最高級別，事務級	否	否	否

4、InnoDB的行鎖模式和加鎖方法

　　

鎖類型	可讀（其他事務）	可寫（其他事務）
共享鎖（S）	是	否
排他鎖（x）	否	否

?

為了行鎖和表鎖共從，InnoDB又提供了兩個意向鎖（也就是表鎖）

　　意向共享鎖（IS）：事務打算給數據行加行共享鎖，事務在給一個數據行加共享鎖前必須先取得該表的IS鎖。

　　意向排他鎖（IX）：事務打算給數據行加行排他鎖，事務在給一個數據行加排他鎖前必須先取得該表的IX鎖。

這四種鎖之間的兼容性如下：

鎖模式	S	X	IS	IX
S	兼容	沖突	兼容	沖突
X	沖突	沖突	沖突	沖突
IS	兼容	沖突?	兼容	兼容
IX	?沖突	?沖突	兼容?	?兼容

如果一個事務請求的鎖模式與當前的鎖兼容，InnoDB就將請求的鎖授予該事務；反之，如果兩者不兼容，該事務就要等待鎖釋放。

意向鎖是InnoDB自動加的，不需用戶干預。對于UPDATE、DELETE和INSERT語句，InnoDB會自動給涉及數據集加排他鎖（X)；對于普通SELECT語句，InnoDB不會加任何鎖；

5、InnoDB行鎖的實現方式

　　InnoDB的行鎖實現是通過給索引上的索引項加鎖來實現的；也就說只有通過索引檢索數據，InnoDB才使用行級鎖，否則InnoDB將使用表鎖。

注意點：

　　a、在不通過索引條件查詢的時候，InnoDB確實使用的是表鎖，而不是行鎖。

　　b、由于MySQL的行鎖是針對索引加的鎖，不是針對記錄加的鎖，所以雖然是訪問不同行的記錄，但是如果是使用相同的索引鍵，是會出現鎖沖突的。

　　c、當表有多個索引的時候，不同的事務可以使用不同的索引鎖定不同的行，另外，不論是使用主鍵索引、唯一索引或普通索引，InnoDB都會使用行鎖來對數據加鎖。

　　d、即便在條件中使用了索引字段，但是否使用索引來檢索數據是由MySQL通過判斷不同執行計劃的代價來決定的，如果MySQL認為全表掃描效率更高，比如對一些很小的表，它就不會使用索引，這種情況下InnoDB將使用表鎖，而不是行鎖。因此，在分析鎖沖突時，別忘了檢查SQL的執行計劃，以確認是否真正使用了索引。

6、間隙鎖

　　當我們用范圍條件而不是相等條件檢索數據，并請求共享或排他鎖時，InnoDB會給符合條件的已有數據記錄的索引項加鎖；對于鍵值在條件范圍內但并不存在的記錄，叫做“間隙（GAP)”，InnoDB也會對這個“間隙”加鎖，這種鎖機制就是所謂的間隙鎖（Next-Key鎖）。

目的

　　InnoDB使用間隙鎖的目的，一方面是為了防止幻讀，以滿足相關隔離級別的要求，如果不使用間隙鎖，如果其他事務插入了超過范圍的任何記錄，那么本事務如果再次執行上述語句，就會發生幻讀；另外一方面，是為了滿足其恢復和復制的需要。

　　很顯然，在使用范圍條件檢索并鎖定記錄時，InnoDB這種加鎖機制會阻塞符合條件范圍內鍵值的并發插入，這往往會造成嚴重的鎖等待。因此，在實際應用開發中，尤其是并發插入比較多的應用，我們要盡量優化業務邏輯，盡量使用相等條件來訪問更新數據，避免使用范圍條件。

死鎖

　　發生死鎖后，InnoDB一般都能自動檢測到，并使一個事務釋放鎖并回退，另一個事務獲得鎖，繼續完成事務。但在涉及外部鎖，或涉及表鎖的情況下，InnoDB并不能完全自動檢測到死鎖，這需要通過設置鎖等待超時參數 innodb_lock_wait_timeout來解決。需要說明的是，這個參數并不是只用來解決死鎖問題，在并發訪問比較高的情況下，如果大量事務因無法立即獲得所需的鎖而掛起，會占用大量計算機資源，造成嚴重性能問題，甚至拖跨數據庫。我們通過設置合適的鎖等待超時閾值，可以避免這種情況發生。

　　通常來說，死鎖都是應用設計的問題，通過調整業務流程、數據庫對象設計、事務大小，以及訪問數據庫的SQL語句，絕大部分死鎖都可以避免。下面就通過實例來介紹幾種避免死鎖的常用方法。

　　1、在應用中，如果不同的程序會并發存取多個表，應盡量約定以相同的順序來訪問表，這樣可以大大降低產生死鎖的機會。

　　2、在程序以批量方式處理數據的時候，如果事先對數據排序，保證每個線程按固定的順序來處理記錄，也可以大大降低出現死鎖的可能。

　　3、在事務中，如果要更新記錄，應該直接申請足夠級別的鎖，即排他鎖，而不應先申請共享鎖，更新時再申請排他鎖，因為當用戶申請排他鎖時，其他事務可能又已經獲得了相同記錄的共享鎖，從而造成鎖沖突，甚至死鎖。

　　4、在REPEATABLE-READ隔離級別下，如果兩個線程同時對相同條件記錄用SELECT...FOR UPDATE加排他鎖，在沒有符合該條件記錄情況下，兩個線程都會加鎖成功。程序發現記錄尚不存在，就試圖插入一條新記錄，如果兩個線程都這么做，就會出現死鎖。這種情況下，將隔離級別改成READ COMMITTED，就可避免問題

　　5、當隔離級別為READ COMMITTED時，如果兩個線程都先執行SELECT...FOR UPDATE，判斷是否存在符合條件的記錄，如果沒有，就插入記錄。此時，只有一個線程能插入成功，另一個線程會出現鎖等待，當第1個線程提交后，第2個線程會因主鍵重出錯，但雖然這個線程出錯了，卻會獲得一個排他鎖！這時如果有第3個線程又來申請排他鎖，也會出現死鎖。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL之事务、锁的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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