where解析顺序_MySQL中锁机制超详细解析,看这一篇就会了!

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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(CPU、RAM、I/O)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、有效性是所在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。
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。
本篇文章结合具体案例详细解析了MySQL中锁机制。
MySQL中锁的分类
在MySQL中有三种锁的级别:页级锁、表级锁、行级锁。其中:

  • 表级锁: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。会发生在:MyISAM、memory、InnoDB、BDB等存储引擎中
  • 行级锁: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。会发生在:InnoDB存储引擎
  • 页级锁: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。会发生在:BDB存储引擎

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MySQL中的表锁包括读锁和写锁。只需记住这个表锁模式兼容矩阵即可。

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In'noDB存储引擎锁分类及问题排查
在MySQL InnoDB存储引擎中,锁分为行锁和表锁。行锁包括两种锁:

  • 共享锁(S):允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
  • 排他锁(X):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。


另外,为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制,InnoDB还有两种内部使用的意向锁(Intention Locks),这两种意向锁都是表锁。表锁分为三种:

  • 意向共享锁(IS):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
  • 意向排他锁(IX):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。
  • 自增锁(AUTO-INC Locks):特殊表锁,自增长计数器通过该“锁”来获得子增长计数器最大的计数值。


在加行锁之前必须先获得表级意向锁,否则等待innodb_lock_wait_timeout超时后根据innodb_rollback_on_timeout决定是否回滚事务
在MySQL InnoDB存储引擎中,我们在设计表结构的时候,通常会建议添加一列作为自增主键。这里就会涉及到一个特殊的锁:自增锁(即:AUTO-INC lock),它属于表锁的一种,在insert结束后立即释放。我们可以执行show engine innodb statusG来查看自增锁的状态信息。
在自增锁的使用过程中,有一个核心参数,需要关注一下,即innodb_autoinc_lock_mode,它有0、1、2三个值。保持默认就行。具体的含义可以参考官方文档。

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InnoDB锁关系矩阵如下,其中:+ 表示兼容,- 表示不兼容。

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InnoDB行锁是通过对索引数据页上的记录(record)加锁实现。主要实现算法有3种:
1、record lock锁:单个行记录的锁(锁数据,不锁Gap)
2、gap lock锁:间隙锁,锁定一个范围,不包括记录本身(不锁数据,仅仅锁数据前面的Gap)
3、next-key lock锁:同时锁住数据,并且锁住数据前面的Gap。所以:next-key lock = record lock + gap lock排查InnoDB锁问题通常可以有2种方法:
第一种:打开innodb_lock_monitor表,注意使用后记得关闭,会影响性能。
第二种:在MySQL5.5之后,可以通过查看information_schema库下面的innodb_locks,innodb_lock_waits,innodb_trx 三个视图
InnoDB不同索引的加锁行为实例
分析锁要跟隔离级别联系起来,我们以RR为例,主要是从四个场景分析:
1、主键 + RR
2、唯一键 + RR
3、非唯一键 + RRc
4、无索引 + RR

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InnoDB死锁产生条件及避免优化
在MySQL中死锁不会发生在MyISAM存储引擎中,但会在InnoDB存储引擎中发生,因为InnoDB是逐行加锁,极容易产生死锁。产生死锁的的四个条件如下:
1、互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用;
2、请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放;
3、不剥夺条件:进程已获得的资源,在没使用完之前,不能强行剥夺;
4、循环等待条件:多个进程之间形成一种互相循环等待资源的关系。
在发生死锁时,InnoDB存储引擎会自动检测,并且会自动回滚代价较小的事务来解决死锁。但很多时候一旦死锁发生,InnoDB存储引擎的处理的效率是很低下的或者有时候根本解决不了,需要人为手动去解决。避免死锁的产生的一些建议:
1、加锁顺序一致
2、尽量基于primary或unique key更新数据
3、单次操作数据量不宜过多,涉及表尽量少
4、减少表上索引,减少锁定资源
5、相关工具:pt-deadlock-logger产生死锁的案例:
1)基于资源争用导致死锁的情况:

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2)metadata lock(即元数据锁)导致的死锁的情况:

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查看MySQL数据库中死锁的相关信息,可以执行show engine innodb statusG 来进行查看,重点关注 “LATEST DETECTED DEADLOCK” 部分。

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避免线上业务因死锁造成的不必要的影响,开发建议如下:
1、更新sql的where条件尽量用索引
2、加锁索引准确,缩小锁定范围
3、减少范围更新,尤其非主键/非唯一索引上的范围更新
4、控制事务大小,减少锁定数据量和锁定时间长度 (innodb_row_lock_time_avg)
5、加锁顺序一致,尽可能一次性锁定所有所需数据行

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