Mysql的锁机制详解
Mysql的锁机制详解
锁分类
- 从性能上分为乐观锁和悲观锁
- 从对数据库操作的类型分为读锁和写锁(都属于悲观锁)
- 读锁(共享锁，S锁(Shared))：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而且不会相互影响。
- 写锁(互斥锁，X锁(eXclusive))：当前写操作没有完成前，他会阻断其他写锁和读锁
- 从对数据操作的粒度分为：表锁和行锁
表锁
InnoDB和MyISAM存储引擎都有。每次操作锁住整张表。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； 一般用在整表数据迁移的场景。
基本操作
- lock table 表名 read/write; //给指定表加读/写锁
- show open tables; //查看表上加的锁
- unlock tables; //删除表锁
案例分析
加读锁
# 给film表加读锁
lock TABLE film read
效果：当前session和其他session都可以读该表。当前session对该表的写操作会报错，其他session对该表的写操作会阻塞。
加写锁
# 给film表加写锁
lock table film write;
效果：当前session对该表的增删改查都不影响，其他session对该表的所有操作被阻塞。
行锁
InnoDB存储引擎独有。每次操作锁住一行数据。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，并发度最高。
InnoDB和MyISAM的最大的两点不同
- InnoDB支持事务，MyISAM不支持事务
- InnoDB支持行级锁
行锁演示
一个session开启事务更新不提交，另一个session更新同一条记录会阻塞，更新不同记录不会阻塞。
演示总结
- MyISAM在执行select前，会自动给涉及的表加读锁。在执行update、insert、delete前，会自动给涉及的表加写锁。
- InnoDB在执行查询语句select时(非串行隔离级别，由于MVCC机制)，不会加锁。但是update、insert、delete操作会加行锁。
- 隔离级别为串行化时，InnoDB在查询时，也会加上锁。 如果是一个范围查询，那么该范围内所有行包括每行记录所在的间隙区间范围（就算该行数据还未被插入也会加锁，这种是间隙锁）都会被加锁。此时如果其他线程插入数据就会被阻塞，所以就避免了幻读。但是串行化这种隔离级别并发性极低，开发很少使用。
- 简而言之，读锁会阻塞写，但是不会阻塞读。而写锁则会把读和写都阻塞。
间隙锁(Gap Lock)
可重复读的隔离级别下，才会有间隙锁！！
间隙锁，锁的就是两个值之间的间隙。
mysql默认隔离级别是repeatable-read（可重复读），有办法解决幻读问题么？
答案是可以，使用间隙锁在某些情况下，可以解决幻读问题。
假设有一张account表数据如下：
| id | name | balance |
|---|---|---|
| 1 | aaa | 5 |
| 2 | bbb | 10 |
| 3 | ccc | 20 |
| 10 | ddd | 30 |
| 20 | eee | 40 |
那么间隙就有id为(3,10),(10,20),(20,正无穷) 这三个区间
在Session_1下面执行 update account set name = ‘zhuge’ where id > 8 and id <18;，则其他Session没法在这个范围所包含的所有行记录(包括间隙行记录)以及行记录所在的间隙里插入或修改任何数据，即id在 (3,20]区间都无法修改数据，注意最后那个20也是包含在内的。
临键锁（Next-key Locks）
Next-key Locks是行锁和间隙锁的组合。像上面的例子中的(3,20]的整个区间可以叫临键锁。
无索引行锁会升级为表锁
锁主要是加在索引上，如果对非索引字段更新，行锁可能会变表锁 。
session1 执行：update account set balance = 5 where name = ‘aaa’;
session2 对该表任一行操作都会阻塞住
InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁。并且该索引不能失效，否则都会从行锁升级为表锁。所以在update语句也是要关注索引失效的问题。
行锁包括两种锁：行共享锁和行排他锁
-
lock in share mode(行共享锁)
-
for update(行排它锁)
例如：select * from account where id = 3 for update;
这样其他session只能读取这行数据，修改会被阻塞，直到锁定行的session提交。
结论
Innodb存储引擎由于实现了行级锁定，虽然在锁定机制的实现方面所带来的性能损耗可能比表级锁定会要更高一下，但是在整体并发处理能力方面要远远优于MYISAM的表级锁定的。当系统并发量高的时候，Innodb 的整体性能和MYISAM相比就会有比较明显的优势了。
但是，Innodb的行级锁定同样也有其脆弱的一面，当我们使用不当的时候，可能会让Innodb的整体性能表现不仅不能比MYISAM高，甚至可能会更差。
行锁分析
1、通过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的竞争状态：
show status like 'innodb_row_lock%'
对各个状态量的说明：
- 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长的一次所花时间
- Innodb_row_lock_waits: //系统启动后到现在总共等待的次数
比较主要的状态量是：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)
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制定优化计划。
查看INFORMATION_SCHEMA系统库锁相关数据表
# 查看事务
select * from INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;
# 查看锁
select * from INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;
# 查看锁等待
select * from INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS;
# 释放锁，trx_mysql_thread_id可以从INNODB_TRX表里查看到
kill trx_mysql_thread_id
# 查看锁等待详细信息 （查看近期死锁日志信息）
show engine innodb status\G;
死锁
隔离级别是可重复读的情况下：
Session_1执行：select * from account where id=1 for update;
Session_2执行：select * from account where id=2 for update;
Session_1执行：select * from account where id=2 for update;
Session_2执行：select * from account where id=1 for update;
大多数情况mysql可以自动检测死锁并回滚产生死锁的那个事务，但是有些情况mysql没法自动检测死锁。
锁优化建议
- 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
- 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
- 尽可能减少检索条件范围，避免间隙锁
- 尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度，涉及事务加锁的sql尽量放在事务最后执行
- 尽可能低级别事务隔离