MySQL -- 12 -- MySQL存储引擎MyISAM和InnoDB在锁方面的区别（8.0）

我们知道 MyISAM 默认使用表级锁，不支持行级锁；InnoDB 默认使用行级锁，同时也支持表级锁，这里让我们来看看 MyISAM 和 InnoDB 在锁方面的具体区别

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一、创建测试数据

• 生成思路

  • 利用 MySQL 内存表插入快的特点，可以先利用函数和存储过程在内存表中生成数据，然后再从内存表插入普通表中

  • 这里我们来生成两张具有 100w 条数据的学生信息表，两张表除了存储引擎不一样 (一张为 InnoDB，一张为 MyISAM)，其余都一样

• 如果要生成大量数据，需要提前在 MySQL 配置文件中设置两个参数，然后重启 MySQL

  tmp_table_size=1024M
  max_heap_table_size=1024M
  

  • tmp_table_size

    • 内存临时表的最大值，超过该限制后会记录到磁盘当中，存储在指定的 tmpdir 目录下

      mysql> show variables like 'tmpdir';
      +---------------+-------+
      | Variable_name | Value |
      +---------------+-------+
      | tmpdir        | /tmp  |
      +---------------+-------+
      1 row in set (0.00 sec)
      

  • max_heap_table_size

    • 用户可以创建的内存表大小，该值用于计算内存表的最大行数值

• 创建普通表和内存表

  • 普通表 (InnoDB)

    DROP TABLE IF EXISTS tbl_student_innodb;
    CREATE TABLE tbl_student_innodb (
      id BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      uuid VARCHAR(40) NOT NULL COMMENT '学生唯一标识',
      name VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学生姓名',
      age INT(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生年龄',
      sex TINYINT(1) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生性别: 1=男，0=女',
      PRIMARY KEY (id),
      UNIQUE KEY uk_uuid (uuid)
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='学生信息表InnoDB';
    

  • 普通表 (MyISAM)

    DROP TABLE IF EXISTS tbl_student_myisam;
    CREATE TABLE tbl_student_myisam (
      id BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      uuid VARCHAR(40) NOT NULL COMMENT '学生唯一标识',
      name VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学生姓名',
      age INT(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生年龄',
      sex TINYINT(1) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生性别: 1=男，0=女',
      PRIMARY KEY (id),
      UNIQUE KEY uk_uuid (uuid)
    ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='学生信息表MyISAM';
    

  • 内存表

    DROP TABLE IF EXISTS tbl_student_memory;
    CREATE TABLE tbl_student_memory (
        id BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
        uuid VARCHAR(40) NOT NULL COMMENT '学生唯一标识',
        name VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学生姓名',
        age INT(3) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生年龄',
        sex TINYINT(1) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '学生性别: 1=男，0=女',
        PRIMARY KEY (id),
        UNIQUE KEY uk_uuid (uuid)
    ) ENGINE=Memory DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='学生信息表';
    

• 创建随机函数

  • 生成随机姓名

    DROP FUNCTION IF EXISTS generate_student_name;
    CREATE FUNCTION generate_student_name(n INT) RETURNS VARCHAR(20)
    BEGIN 
        DECLARE source_name VARCHAR(60) DEFAULT 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'; 
        DECLARE return_name VARCHAR(20) DEFAULT '' ;
        DECLARE i INT DEFAULT 0; 
        WHILE i < n DO 
            SET return_name = CONCAT(return_name, SUBSTRING(source_name , FLOOR(1 + RAND() * 62 ), 1)); 
            SET i = i +1; 
        END WHILE; 
        RETURN return_name; 
    END;
    

  • 生成随机年龄

    DROP FUNCTION IF EXISTS generate_student_age;
    CREATE FUNCTION generate_student_age() RETURNS INT(2)
    BEGIN 
        DECLARE return_age INT(2) DEFAULT 20;
        SET return_age = return_age + RAND() * 10; 
        RETURN return_age; 
    END;
    

  • 生成随机性别

    DROP FUNCTION IF EXISTS generate_student_sex;
    CREATE FUNCTION generate_student_sex() RETURNS TINYINT(1)
    BEGIN 
        DECLARE return_sex TINYINT(1) DEFAULT 1 ;
        SET return_sex = (CASE WHEN RAND() >= 0.5 THEN 1 ELSE 0 END); 
        RETURN return_sex; 
    END;
    

• 创建存储过程

  DROP PROCEDURE IF EXISTS add_student_record;
  CREATE PROCEDURE add_student_record(IN n int)
  BEGIN  
      DECLARE i INT DEFAULT 1;
      WHILE (i <= n) DO
        INSERT INTO tbl_student_memory (uuid, name, age, sex ) 
        VALUES (UUID(), generate_student_name(20), generate_student_age(), generate_student_sex());
        SET i = i + 1;
      END WHILE;
  END;
  

• 调用存储过程

  CALL add_student_record(1000000);
  

• 插入普通表中

  INSERT INTO tbl_student_innodb SELECT * FROM tbl_student_memory;
  INSERT INTO tbl_student_myisam SELECT * FROM tbl_student_memory;
  

• 统计学生表

  mysql> select count(*) from tbl_student_innodb;
  +----------+
  | count(*) |
  +----------+
  |  1000000 |
  +----------+
  1 row in set (0.17 sec)
      
  mysql> select count(*) from tbl_student_myisam;
  +----------+
  | count(*) |
  +----------+
  |  1000000 |
  +----------+
  1 row in set (0.00 sec)
  

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二、MyISAM 测试

• 先查询，再更新

  • 如下所示，我们先执行 SQL select * from tbl_student_myisam where id between 1 and 50000; 去查询表 tbl_student_myisam 中 id 为 1 到 50000 之间的数据

    

  • 在执行查询 SQL 期间，我们再去执行 SQL update tbl_student_myisam set name = name where id = 50001; 去更新 id 为 50001 的那条数据，在查询 SQL 尚未执行完毕之前，更新 SQL 会被一直阻塞

    

  • 也就是说，在执行查询语句时，MyISAM 会为表加上一个表共享读锁，用于锁住全表，并会阻塞其他进程对于表数据的写操作 (增加、更新、删除)

• 先查询，再查询

  • 如下所示，我们先执行 SQL select * from tbl_student_myisam where id between 1 and 50000; 去查询表 tbl_student_myisam 中 id 为 1 到 50000 之间的数据

    

  • 在执行查询 SQL 期间，我们再去执行 SQL select * from tbl_student_myisam where id = 50001; 去查询 id 为 50001 的那条数据，此时该条查询 SQL 不会被阻塞

    

  • 也就是说，在执行查询语句时，MyISAM 会为表加上一个表共享读锁，用于锁住全表，但不会阻塞其他进程对于表数据的读操作

• 先更新，再更新

  • 如下所示，我们先执行 SQL update tbl_student_myisam set name = name where id between 1 and 1000000; 去更新表 tbl_student_myisam 中 id 为 1 到 1000000 之间的数据

    

  • 在执行查询 SQL 期间，我们再去执行 SQL update tbl_student_myisam set name = name where id = 50001; 去更新 id 为 50001 的那条数据，在查询 SQL 尚未执行完毕之前，更新 SQL 会被一直阻塞

    

  • 也就是说，在执行更新语句时，MyISAM 会为表加上一个表独占写锁，用于锁住全表，并会阻塞其他进程对于表数据的写操作 (增加、更新、删除)

• 先更新，再查询

  • 如下所示，我们先执行 SQL update tbl_student_myisam set name = name where id between 1 and 1000000; 去更新表 tbl_student_myisam 中 id 为 1 到 1000000 之间的数据

    

  • 在执行更新 SQL 期间，我们再去执行 SQL select * from tbl_student_myisam where id = 50001; 去查询 id 为 50001 的那条数据，此时该条查询 SQL 会被阻塞

    

  • 也就是说，在执行更新语句时，MyISAM 会为表加上一个表独占写锁，用于锁住全表，并会阻塞其他进程对于表数据的读操作

• 除此之外，我们还可以使用 SQL lock table tbl_student_myisam read; 或 lock table tbl_student_myisam write; 来显示地为表添加表共享读锁或表独占写锁；使用 SQL unlock tables; 来显示地为表解锁

• 那么我们能不能对查询语句加表独占写锁，而不是默认的表共享读锁？

  • 答案是肯定的，我们可以在查询语句后加上 for update 来显示地为查询语句添加表独占写锁

    select * from tbl_student_myisam where id between 1 and 50000 for update;
    

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三、InnoDB 测试

• 由于 InnoDB 支持事务，我们可以将其设置为不自动提交事务 (默认为自动提交事务)，来模拟并发访问的过程

• 关闭事务自动提交 set autocommit = 0;，此种设置仅对当前会话有效 (想要永久有效，需要修改 MySQL 的配置文件 my.cnf)

• 先查询，再更新

  • 如下所示，我们先执行 SQL select * from tbl_student_innodb where id = 1; 去查询表 tbl_student_innodb 中 id 为 1 的那条数据

    

  • 执行查询语句后，尚未执行 commit; 来提交事务，此时，我们再去执行 SQL update tbl_student_innodb set name = name where id = 1; 去更新 id 为 1 的那条数据

    

  • 结果发现，执行更新语句并未被阻塞，直接执行成功了，这和 MyISAM 不同，原因在于：InnoDB 对查询做了改进，不会对查询进行上锁

  • 对两条 SQL 分别 commit; 一下，提交事务

  • 那么我们如何对查询语句加共享锁？

    • 我们可以在查询语句后加上 lock in share mode 来显示地为查询语句添加共享锁

      select * from tbl_student_innodb where id = 1 lock in share mode;
      

    • 此时我们再重复上面的验证，会发现在执行更新语句时会被阻塞，直至 commit; 提交了事务为止

      

    • 最后对两条 SQL 分别 commit; 一下，提交事务

  • 验证行级锁

    • 如下所示，我们先执行 SQL select * from tbl_student_innodb where id = 1 lock in share mode; 去查询表 tbl_student_innodb 中 id 为 1 的那条数据，并显示加上共享锁

      

    • 执行查询语句后，尚未执行 commit; 来提交事务，此时，我们再去执行 SQL update tbl_student_innodb set name = name where id = 2; 去更新 id 为 2 的那条数据

      

    • 结果发现，执行更新语句并未被阻塞 (此时去更新 id 为 1 的那条数据会被阻塞)，也就是说，InnoDB 支持行级锁

    • 最后对两条 SQL 分别 commit; 一下，提交事务

• 先查询，再查询

  • 如下所示，我们先执行 SQL select * from tbl_student_innodb where id = 1 lock in share mode; 去查询表 tbl_student_innodb 中 id 为 1 的那条数据，并显示加上共享锁

    

  • 执行查询语句后，尚未执行 commit; 来提交事务，此时，我们再去执行 SQL select * from tbl_student_innodb where id = 1 lock in share mode; 再次查询 id 为 1 的那条数据，并显示加上共享锁

    

  • 结果发现，执行查询语句并未被阻塞，也就是说，在执行查询语句时 (需要走索引)，InnoDB 会为数据行加上一个共享锁，用于锁住数据行，但不会阻塞其他事务对于数据行的读操作

• 其余两种情况与 MyISAM 相同，此处不再赘述

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四、MyISAM 和 InnoDB 的使用场景

• MyISAM

  • 适用于没有事务的场景

  • 适用于频繁执行全表 count 语句的场景

    • InnoDB 不保存表的具体行数，也就是说，当执行 select count(*) from table 时，需要对全表进行扫描统计，来计算有多少行

    • MyISAM 会保存表的具体行数，也就是说，当执行 select count(*) from table 时，只需要简单地读出保存好的行数即可

  • 适用于对数据进行增删改的频率不高，但查询频率非常高的场景

• InnoDB

  • 适用于可靠性要求比较高，要求支持事务的场景

  • 适用于对数据进行增删改查的频率非常高的场景

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五、数据库锁的分类

• 按锁的粒度划分，可分为表级锁、行级锁、页级锁

  • MyISAM 仅支持表级锁

  • InnoDB 既支持行级锁，又支持表级锁

  • BDB 仅支持页级锁

• 按锁类型划分，可分为共享锁、排他锁

  • 共享锁 (Shared Lock)

    • 简称 S 锁，又称读锁，是指多个事务对于同一数据可以共享同一把锁，都能访问数据，但是只能读取不能修改

  • 排它锁 (Exclusive Lock)

    • 简称 X 锁，又称写锁，是指如果一个事务获取了某数据行的排它锁，那么其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排它锁，只有获取排它锁的事务可以对该行数据进行读取和修改

• 按加锁方式划分，可分为自动锁、显示锁

  • 自动锁

    • 意向锁、表锁以及 insert、update、delete 等操作加上的锁为自动锁，因为这是由 MySQL 自动为我们加上的

  • 显示锁

    • select ... for update、lock in share mode 等操作加上的锁为显示锁，因为这是由我们自己加上的

• 按操作划分，可分为 DML 锁、DDL 锁

  • DML 锁

    • DML，即 Data Manipulation Language

    • DML 锁，即对数据进行操作上的锁

  • DDL 锁

    • DDL，即 Data Definition Language

    • DDL 锁，即对表结构进行变更上的锁

• 按使用方式划分，可分为乐观锁、悲观锁

  • 乐观锁

    • 总是假设最坏的情况，每次获取数据都认为会被其他线程修改，所有每次获取数据时都会加上锁

  • 悲观锁

    • 总是假设最好的情况，每次获取数据都认为不会被其他线程修改，所以不会上锁

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六、归纳总结

• MyISAM

  • MyISAM 仅支持表级锁，可分为表共享读锁 (Table Read Lock) 和表独占写锁 (Table Write Lock)

    • 当某个进程对某表进行读操作时，会为该表加上表共享读锁，不会阻塞其他进程对于该表的读操作，但会阻塞其他进程对于该表的写操作

    • 当某个进程对某表进行写操作时，会为该表加上表独占写锁，会阻塞其他进程对于该表的读、写操作

• InnoDB

  • InnoDB 既支持行级锁，又支持表级锁，默认使用行级锁

  • 在 SQL 没有走索引时，用的是表级锁；走索引时，用的是行级锁以及 Gap 锁

  • 针对行级锁而言，可分为共享锁 (Shared Lock) 和排它锁 (Exclusive Lock)

    • 当某个事务对某数据行进行读操作时，不会为该数据行上共享锁，不会阻塞其他事务对于该数据行的读、写操作；可以通过 lock in share mode 来显示地为查询语句添加共享锁，此时不会阻塞其他事务对于该数据行的读操作，但会阻塞其他事务对于该数据行的写操作

    • 当某个事务对某数据行进行写操作时，会为该数据行上排它锁，会阻塞其他事务对于该数据行的读、写操作

  • 针对表级锁而言，可分为意向共享锁 (IS) 和意向排他锁 (IX)，统称为意向锁

    • 在对表数据进行操作时，事务会先尝试获取意向锁，如果获取成功，则再添加行锁；如果获取失败，则说明表中某些数据行已被锁住，此时事务会被阻塞

    • 申请意向锁的动作是由 InnoDB 自己完成的，也就是说，当事务为某行数据添加行锁后，InnoDB 会自动为表添加意向锁

    • 意向锁主要用于感知表中数据行加锁的情况，不必去轮询查看每一行数据是否上了行锁，提高了加锁判断的效率

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七、参考资料

• mysql共享锁和排它锁

• InnoDB 的意向锁有什么作用？

• mysql读锁（共享锁）与写锁（排他锁）

• MySQL存储引擎MyISAM与InnoDB区别总结整理

• MySQL中的锁（表锁、行锁，共享锁，排它锁，间隙锁）