http://book.51cto.com/art/200803/68118.htm
摘要:《深 入浅出MySQL——数据库开发、优化与管理维护》从数据库的基础、开发、优化、管理4方面对MySQL进行了详细的介绍,其中每一部分都独立成篇,每一 篇又包括多个章节。本书面向实用,内容覆盖广泛,讲解由浅入深,适合于各个层次的读者。
第20章 锁问题
锁是计算机协调多个进程或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(如CPU、RAM、I/O等)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。本章我们着重讨论MySQL锁机制的特点,常见的锁问题,以及解决MySQL锁问题的一些方法或建议。
20.1 MySQL锁概述
相对其他数据库而言,MySQL的锁机制比较简单,其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。比如,MyISAM和MEMORY存储引擎采 用的是表级锁(table-level locking);BDB存储引擎采用的是页面锁(page-level locking),但也支持表级锁;InnoDB存储引擎既支持行级锁(row-level locking),也支持表级锁,但默认情况下是采用行级锁。
MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下。
·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。
·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。
·页面锁: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。
从上述特点可见,很难笼统地说哪种锁更好,只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适!仅从锁的角度来说:表级锁更适合于以查询为主,只有少量按索引条 件更新数据的应用,如Web应用;而行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据,同时又有并发查询的应用,如一些在线事务处理(OLTP)系 统。这一点在本书的“开发篇”介绍表类型的选择时,也曾提到过。下面几节我们重点介绍MySQL表锁和InnoDB行锁的问题,由于BDB已经被 InnoDB取代,即将成为历史,在此就不做进一步的讨论了。
20.2 MyISAM表锁
MyISAM存储引擎只支持表锁,这也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。随着应用对事务完整性和并发性要求的不断提高,MySQL才开 始开发基于事务的存储引擎,后来慢慢出现了支持页锁的BDB存储引擎和支持行锁的InnoDB存储引擎(实际InnoDB是单独的一个公司,现在已经被 Oracle公司收购)。但是MyISAM的表锁依然是使用最为广泛的锁类型。本节将详细介绍MyISAM表锁的使用。
20.2.1 查询表级锁争用情况
可以通过检查table_locks_waited和table_locks_immediate状态变量来分析系统上的表锁定争夺:
mysql> show status like 'table%'; |
如果Table_locks_waited的值比较高,则说明存在着较严重的表级锁争用情况。
20.2.2 MySQL表级锁的锁模式
MySQL的表级锁有两种模式:表共享读锁(Table Read Lock)和表独占写锁(Table Write Lock)。锁模式的兼容性如表20-1所示。
表20-1 MySQL中的表锁兼容性
请求锁模式
是否兼容 当前锁模式 |
None |
读锁 |
写锁 |
读锁 |
是 |
是 |
否 |
写锁 |
是 |
否 |
否 |
可见,对MyISAM表的读操作,不会阻塞其他用户对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求;对MyISAM表的写操作,则会阻塞其他用户对同 一表的读和写操作;MyISAM表的读操作与写操作之间,以及写操作之间是串行的!根据如表20-2所示的例子可以知道,当一个线程获得对一个表的写锁 后,只有持有锁的线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待,直到锁被释放为止。
表20-2 MyISAM存储引擎的写阻塞读例子
session_1 |
session_2 |
获得表film_text的WRITE锁定 mysql> lock table film_text write; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
|
当前session对锁定表的查询、更新、插入操 作都可以执行: mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001; +---------+-------------+ | film_id | title | +---------+-------------+ | 1001 | Update Test | +---------+-------------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1003,'Test'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
其他session对锁定表的查询被 阻塞,需要等待锁被释放: mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001; 等待 |
释放锁: mysql> unlock tables; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
等待 |
|
Session2获得锁,查询返回: mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001; +---------+-------+ | film_id | title | +---------+-------+ | 1001 | Test | +---------+-------+ 1 row in set (57.59 sec) |
20.2.3 如何加表锁
MyISAM在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前, 会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此,用户一般不需要直接用LOCK TABLE命令给MyISAM表显式加锁。在本书的示例中,显式加锁基本上都是为了方便而已,并非必须如此。
给MyISAM表显示加锁,一般是为了在一定程度模拟事务操作,实现对某一时间点多个表的一致性读取。例如,有一个订单表orders,其中记录有 各订单的总金额total,同时还有一个订单明细表order_detail,其中记录有各订单每一产品的金额小计subtotal,假设我们需要检查这 两个表的金额合计是否相符,可能就需要执行如下两条SQL:
Select sum(total) from orders; |
这时,如果不先给两个表加锁,就可能产生错误的结果,因为第一条语句执行过程中,order_detail表可能已经发生了改变。因此,正确的方法 应该是:
Lock tables orders read local, order_detail read local; |
要特别说明以下两点内容。
·上面的例子在LOCK TABLES时加了“local”选项,其作用就是在满足MyISAM表并发插入条件的情况下,允许其他用户在表尾并发插入记录,有关MyISAM表的并 发插入问题,在后面的章节中还会进一步介绍。
·在用LOCK TABLES给表显式加表锁时,必须同时取得所有涉及到表的锁,并且MySQL不支持锁升级。也就是说,在执行LOCK TABLES后,只能访问显式加锁的这些表,不能访问未加锁的表;同时,如果加的是读锁,那么只能执行查询操作,而不能执行更新操作。其实,在自动加锁的 情况下也基本如此,MyISAM总是一次获得SQL语句所需要的全部锁。这也正是MyISAM表不会出现死锁(Deadlock Free)的原因。
在如表20-3所示的例子中,一个session使用LOCK TABLE命令给表film_text加了读锁,这个session可以查询锁定表中的记录,但更新或访问其他表都会提示错误;同时,另外一个 session可以查询表中的记录,但更新就会出现锁等待。
表20-3 MyISAM存储引擎的读阻塞写例子
session_1 |
session_2 |
获得表film_text的READ锁定 mysql> lock table film_text read; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
|
当前session可以查询该表记录 mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001; +---------+------------------+ | film_id | title | +---------+------------------+ | 1001 | ACADEMY DINOSAUR | +---------+------------------+ 1 row in set (0.00 sec) |
其他session也可以查询该表的 记录 mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001; +---------+------------------+ | film_id | title | +---------+------------------+ | 1001 | ACADEMY DINOSAUR | +---------+------------------+ 1 row in set (0.00 sec) |
当前session不能查询没有锁定 的表 mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001; ERROR 1100 (HY000): Table 'film' was not locked with LOCK TABLES |
其他session可以查询或者更新 未锁定的表 mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001; +---------+---------------+ | film_id | title | +---------+---------------+ | 1001 | update record | +---------+---------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> update film set title = 'Test' where film_id = 1001; Query OK, 1 row affected (0.04 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
当前session中插入或者更新锁 定的表都会提示错误: mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test'); ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001; ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated |
其他session更新锁定表会等待获得锁: mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001; 等待 |
释放锁 mysql> unlock tables; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
等待 |
|
Session获得锁,更新操作完成: mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001; Query OK, 1 row affected (1 min 0.71 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
当使用LOCK TABLES时,不仅需要一次锁定用到的所有表,而且,同一个表在SQL语句中出现多少次,就要通过与SQL语句中相同的别名锁定多少次,否则也会出错! 举例说明如下。
(1)对actor表获得读锁:
mysql> lock table actor read; |
(2)但是通过别名访问会提示错误:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name |
(3)需要对别名分别锁定:
mysql> lock table actor as a read,actor as b read; |
(4)按照别名的查询可以正确执行:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name, |
20.2.4 并发插入(Concurrent Inserts)
上文提到过MyISAM表的读和写是串行的,但这是就总体而言的。在一定条件下,MyISAM表也支持查询和插入操作的并发进行。
MyISAM存储引擎有一个系统变量concurrent_insert,专门用以控制其并发插入的行为,其值分别可以为0、1或2。
·当concurrent_insert设置为0时,不允许并发插入。
·当concurrent_insert设置为1时,如果MyISAM表中没有空洞(即表的中间没有被删除的行),MyISAM允许在一个进程读表 的同时,另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。
·当concurrent_insert设置为2时,无论MyISAM表中有没有空洞,都允许在表尾并发插入记录。
在如表20-4所示的例子中,session_1获得了一个表的READ LOCAL锁,该线程可以对表进行查询操作,但不能对表进行更新操作;其他的线程(session_2),虽然不能对表进行删除和更新操作,但却可以对该 表进行并发插入操作,这里假设该表中间不存在空洞。
表20-4 MyISAM存储引擎的读写(INSERT)并发例子
session_1 |
session_2 |
获得表film_text的READ LOCAL锁定 mysql> lock table film_text read local; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
|
当前session不能对锁定表进行 更新或者插入操作: mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test'); ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001; ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated |
其他session可以进行插入操 作,但是更新会等待: mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001; 等待 |
当前session不能访问其他session插入的记录: mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002; Empty set (0.00 sec) |
|
释放锁: mysql> unlock tables; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
等待 |
当前session解锁后可以获得其 他session插入的记录: mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002; +---------+-------+ | film_id | title | +---------+-------+ | 1002 | Test | +---------+-------+ 1 row in set (0.00 sec) |
Session2获得锁,更新操作完成: mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001; Query OK, 1 row affected (1 min 17.75 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
可以利用MyISAM存储引擎的并发插入特性,来解决应用中对同一表查询和插入的锁争用。例如,将 concurrent_insert系统变量设为2,总是允许并发插入;同时,通过定期在系统空闲时段执行OPTIMIZE TABLE语句来整理空间碎片,收回因删除记录而产生的中间空洞。有关OPTIMIZE TABLE语句的详细介绍,可以参见第18章中“两个简单实用的优化方法”一节的内容。
20.2.5 MyISAM的锁调度
前面讲过,MyISAM存储引擎的读锁和写锁是互斥的,读写操作是串行的。那么,一个进程请求某个MyISAM表的读锁,同时另一个进程也请求同一 表的写锁,MySQL如何处理呢?答案是写进程先获得锁。不仅如此,即使读请求先到锁等待队列,写请求后到,写锁也会插到读锁请求之前!这是因为 MySQL认为写请求一般比读请求要重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原因,因为,大量的更新操作会造成查询操作很 难获得读锁,从而可能永远阻塞。这种情况有时可能会变得非常糟糕!幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM的调度行为。
·通过指定启动参数low-priority-updates,使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。
·通过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,使该连接发出的更新请求优先级降低。
·通过指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性,降低该语句的优先级。
虽然上面3种方法都是要么更新优先,要么查询优先的方法,但还是可以用其来解决查询相对重要的应用(如用户登录系统)中,读锁等待严重的问题。
另外,MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突,即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值,当一个表的读锁 达到这个值后,MySQL就暂时将写请求的优先级降低,给读进程一定获得锁的机会。
上面已经讨论了写优先调度机制带来的问题和解决办法。这里还要强调一点:一些需要长时间运行的查询操作,也会使写进程“饿死”!因此,应用中应尽量 避免出现长时间运行的查询操作,不要总想用一条SELECT语句来解决问题,因为这种看似巧妙的SQL语句,往往比较复杂,执行时间较长,在可能的情况下 可以通过使用中间表等措施对SQL语句做一定的“分解”,使每一步查询都能在较短时间完成,从而减少锁冲突。如果复杂查询不可避免,应尽量安排在数据库空 闲时段执行,比如一些定期统计可以安排在夜间执行。
20.3 InnoDB锁问题
InnoDB与MyISAM的最大不同有两点:一是支持事务(TRANSACTION);二是采用了行级锁。行级锁与表级锁本来就有许多不同之处, 另外,事务的引入也带来了一些新问题。下面我们先介绍一点背景知识,然后详细讨论InnoDB的锁问题。
20.3.1 背景知识
1.事务(Transaction)及其ACID属性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性。
·原子性(Atomicity):事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全都执行,要么全都不执行。
·一致性(Consistent):在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据 的完整性;事务结束时,所有的内部数据结构(如B树索引或双向链表)也都必须是正确的。
·隔离性(Isolation):数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行。这意味着事务处理过程中的中 间状态对外部是不可见的,反之亦然。
·持久性(Durable):事务完成之后,它对于数据的修改是永久性的,即使出现系统故障也能够保持。
银行转帐就是事务的一个典型例子。
2.并发事务处理带来的问题
相对于串行处理来说,并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率,提高数据库系统的事务吞吐量,从而可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一 些问题,主要包括以下几种情况。
·更新丢失(Lost Update):当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题--最后的更 新覆盖了由其他事务所做的更新。例如,两个编辑人员制作了同一文档的电子副本。每个编辑人员独立地更改其副本,然后保存更改后的副本,这样就覆盖了原始文 档。最后保存其更改副本的编辑人员覆盖另一个编辑人员所做的更改。如果在一个编辑人员完成并提交事务之前,另一个编辑人员不能访问同一文件,则可避免此问 题。
·脏读(Dirty Reads):一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交前,这条记录的数据就处于不一致状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加 控制,第二个事务读取了这些“脏”数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。
·不可重复读(Non-Repeatable Reads):一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次读取以前读过的数据,却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种现象就叫 做“不可重复读”。
·幻读(Phantom Reads):一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。
3.事务隔离级别
在上面讲到的并发事务处理带来的问题中,“更新丢失”通常是应该完全避免的。但防止更新丢失,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,因此,防止更新丢失应该是应用的责任。
“脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式,基本上 可分为以下两种。
·一种是在读取数据前,对其加锁,阻止其他事务对数据进行修改。
·另一种是不用加任何锁,通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照(Snapshot),并用这个快照来提供一定级别(语句级或事务 级)的一致性读取。从用户的角度来看,好象是数据库可以提供同一数据的多个版本,因此,这种技术叫做数据多版本并发控制(MultiVersion Concurrency Control,简称MVCC或MCC),也经常称为多版本数据库。
数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛 盾的。同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。
为了解决“隔离”与“并发”的矛盾,ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别,每个级别的隔离程度不同,允许出现的副作用也不同,应用可以根据自己的业务逻辑要求,通过选择不同的隔离级别来平衡 “隔离”与“并发”的矛盾。表20-5很好地概括了这4个隔离级别的特性。
表20-5 4种隔离级别比较
读数据一致性及允许的并发 副作用
隔离级别 |
读数据一 致性 |
脏读 |
不可重复读 |
幻读 |
未提交读(Read uncommitted) |
最低级别,只能保证不读取物理上损坏的数据 |
是 |
是 |
是 |
已提交度(Read committed) |
语句级 |
否 |
是 |
是 |
可重复读(Repeatable read) |
事务级 |
否 |
否 |
是 |
可序列化(Serializable) |
最高级别,事务级 |
否 |
否 |
否 |
最后要说明的是:各具体数据库并不一定完全实现了上述4个隔离级别,例如,Oracle只提供Read committed和Serializable两个标准隔离级别,另外还提供自己定义的Read only隔离级别;SQL Server除支持上述ISO/ANSI SQL92定义的4个隔离级别外,还支持一个叫做“快照”的隔离级别,但严格来说它是一个用MVCC实现的Serializable隔离级别。MySQL 支持全部4个隔离级别,但在具体实现时,有一些特点,比如在一些隔离级别下是采用MVCC一致性读,但某些情况下又不是,这些内容在后面的章节中将会做进 一步介绍。
20.3.2 获取InnoDB行锁争用情况
可以通过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的争夺情况:
mysql> show status like 'innodb_row_lock%'; |
如果发现锁争用比较严重,如InnoDB_row_lock_waits和InnoDB_row_lock_time_avg的值比较高,还可以通 过设置InnoDB Monitors来进一步观察发生锁冲突的表、数据行等,并分析锁争用的原因。
具体方法如下:
mysql> CREATE TABLE innodb_monitor(a INT) ENGINE=INNODB; |
然后就可以用下面的语句来进行查看:
mysql> Show innodb status\G; |
监视器可以通过发出下列语句来停止查看:
mysql> DROP TABLE innodb_monitor; |
设置监视器后,在SHOW INNODB STATUS的显示内容中,会有详细的当前锁等待的信息,包括表名、锁类型、锁定记录的情况等,便于进行进一步的分析和问题的确定。打开监视器以后,默认 情况下每15秒会向日志中记录监控的内容,如果长时间打开会导致.err文件变得非常的巨大,所以用户在确认问题原因之后,要记得删除监控表以关闭监视 器,或者通过使用“--console”选项来启动服务器以关闭写日志文件。
20.3.3 InnoDB的行锁模式及加锁方法
InnoDB实现了以下两种类型的行锁。
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。
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。
上述锁模式的兼容情况具体如表20-6所示。
表20-6 InnoDB行锁模式兼容性列表
请求锁模式
是否兼容
当前锁模式 |
X |
IX |
S |
IS |
X |
冲突 |
冲突 |
冲突 |
冲突 |
IX |
冲突 |
兼容 |
冲突 |
兼容 |
S |
冲突 |
冲突 |
兼容 |
兼容 |
IS |
冲突 |
兼容 |
兼容 |
兼容 |
如果一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容,InnoDB就将请求的锁授予该事务;反之,如果两者不兼容,该事务就要等待锁释放。
意向锁是InnoDB自动加的,不需用户干预。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁 (X);对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁;事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。
·共享锁(S):SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE。
·排他锁(X):SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE。
用SELECT ... IN SHARE MODE获得共享锁,主要用在需要数据依存关系时来确认某行记录是否存在,并确保没有人对这个记录进行UPDATE或者DELETE操作。但是如果当前事 务也需要对该记录进行更新操作,则很有可能造成死锁,对于锁定行记录后需要进行更新操作的应用,应该使用SELECT... FOR UPDATE方式获得排他锁。
在如表20-7所示的例子中,使用了SELECT ... IN SHARE MODE加锁后再更新记录,看看会出现什么情况,其中actor表的actor_id字段为主键。
表20-7 InnoDB存储引擎的共享锁例子
session_1 |
session_2 |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
当前session对actor_id=178的记录加share mode 的 共享锁: mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 lock in share mode; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec) |
|
|
其他session仍然可以查询记 录,并也可以对该记录加share mode的共享锁: mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 lock in share mode; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec) |
当前session对锁定的记录进行 更新操作,等待锁: mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; 等待 |
|
|
其他session也对该记录进行更 新操作,则会导致死锁退出: mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction |
获得锁后,可以成功更新: mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; Query OK, 1 row affected (17.67 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
|
当使用SELECT...FOR UPDATE加锁后再更新记录,出现如表20-8所示的情况。
表20-8 InnoDB存储引擎的排他锁例子
session_1 |
session_2 |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
当前session对actor_id=178的记录加for update的 共享锁: mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
|
其他session可以查询该记录, 但是不能对该记录加共享锁,会等待获得锁: mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; 等待 |
当前session可以对锁定的记录 进行更新操作,更新后释放锁: mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) |
|
|
其他session获得锁,得到其他session提交的记录: mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE T | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (9.59 sec) |
20.3.4 InnoDB行锁实现方式
InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,这一点MySQL与Oracle不同,后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。 InnoDB这种行锁实现特点意味着:只有通过索引条件检索数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!
在实际应用中,要特别注意InnoDB行锁的这一特性,不然的话,可能导致大量的锁冲突,从而影响并发性能。下面通过一些实际例子来加以说明。
(1)在不通过索引条件查询的时候,InnoDB确实使用的是表锁,而不是行锁。
在如表20-9所示的例子中,开始tab_no_index表没有索引:
mysql> create table tab_no_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb; mysql> insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4'); |
表20-9 InnoDB存储引擎的表在不使用索引时使用表锁例子
session_1 |
session_2 |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_no_index where id = 1 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_no_index where id = 2 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> select * from tab_no_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
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mysql> select * from tab_no_index where id = 2 for update; 等待 |
在如表20-9所示的例子中,看起来session_1只给一行加了排他锁,但session_2在请求其他行的排他锁 时,却出现了锁等待!原因就是在没有索引的情况下,InnoDB只能使用表锁。当我们给其增加一个索引后,InnoDB就只锁定了符合条件的行,如表 20-10所示。
创建tab_with_index表,id字段有普通索引:
mysql> create table tab_with_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb; |
表20-10 InnoDB存储引擎的表在使用索引时使用行锁例子
session_1 |
session_2 |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_with_index where id = 1 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_with_index where id = 2 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
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mysql> select * from tab_with_index where id = 2 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
(2)由于MySQL的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁,所以虽然是访问不同行的记录,但是如果是使用相同的 索引键,是会出现锁冲突的。应用设计的时候要注意这一点。
在如表20-11所示的例子中,表tab_with_index的id字段有索引,name字段没有索引:
mysql> alter table tab_with_index drop index name; mysql> insert into tab_with_index values(1,'4'); mysql> select * from tab_with_index where id = 1; |
表20-11 InnoDB存储引擎使用相同索引键的阻塞例子
session_1 |
session_2 |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '1' for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
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虽然session_2访问的是和session_1不同的 记录,但是因为使用了相同的索引,所以需要等待锁: mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '4' for update; 等待 |
(3)当表有多个索引的时候,不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行,另外,不论是使用主键索引、唯一索引或普通索引,InnoDB都会使用行 锁来对数据加锁。
在如表20-12所示的例子中,表tab_with_index的id字段有主键索引,name字段有普通索引:
mysql> alter table tab_with_index add index name(name); |
表20-12 InnoDB存储引擎的表使用不同索引的阻塞例子
· session_1 |
· session_2 |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | | 1 | 4 | +------+------+ 2 rows in set (0.00 sec) |
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Session_2使用name的索引访问记录,因为记录没有 被索引,所以可以获得锁: mysql> select * from tab_with_index where name = '2' for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
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由于访问的记录已经被session_1锁定,所以等待获得锁。: mysql> select * from tab_with_index where name = '4' for update; |
(4)即便在条件中使用了索引字段,但是否使用索引来检索数据是由MySQL通过判断不同执行计划的代价来决定的,如果 MySQL认为全表扫描效率更高,比如对一些很小的表,它就不会使用索引,这种情况下InnoDB将使用表锁,而不是行锁。因此,在分析锁冲突时,别忘了 检查SQL的执行计划,以确认是否真正使用了索引。关于MySQL在什么情况下不使用索引的详细讨论,参见本章“索引问题”一节的介绍。
在下面的例子中,检索值的数据类型与索引字段不同,虽然MySQL能够进行数据类型转换,但却不会使用索引,从而导致 InnoDB使用表锁。通过用explain检查两条SQL的执行计划,我们可以清楚地看到了这一点。
例子中tab_with_index表的name字段有索引,但是name字段是varchar类型的,如果where 条件中不是和varchar类型进行比较,则会对name进行类型转换,而执行的全表扫描。
mysql> alter table tab_no_index add index name(name); mysql> explain select * from tab_with_index where name = 1 \G |
20.3.5 间隙锁(Next-Key锁)
当我们用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁;对于键值在条件范围内但并 不存在的记录,叫做“间隙(GAP)”,InnoDB也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制就是所谓的间隙锁(Next-Key锁)。
举例来说,假如emp表中只有101条记录,其empid的值分别是 1,2,...,100,101,下面的SQL:
Select * from emp where empid > 100 for update; |
是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁,也会对empid大于101(这些记录并不存在)的“间 隙”加锁。
InnoDB使用间隙锁的目的,一方面是为了防止幻读,以满足相关隔离级别的要求,对于上面的例子,要是不使用间隙锁,如果其他事务插入了 empid大于100的任何记录,那么本事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读;另外一方面,是为了满足其恢复和复制的需要。有关其恢复和复制对锁机制 的影响,以及不同隔离级别下InnoDB使用间隙锁的情况,在后续的章节中会做进一步介绍。
很显然,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待。因此,在实际 应用开发中,尤其是并发插入比较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量使用相等条件来访问更新数据,避免使用范围条件。
还要特别说明的是,InnoDB除了通过范围条件加锁时使用间隙锁外,如果使用相等条件请求给一个不存在的记录加锁,InnoDB也会使用间隙锁!
在如表20-13所示的例子中,假如emp表中只有101条记录,其empid的值分别是1,2,......,100,101。
表20-13 InnoDB存储引擎的间隙锁阻塞例子
session_1 |
session_2 |
mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
当前session对不存在的记录加for update的锁: mysql> select * from emp where empid = 102 for update; Empty set (0.00 sec) |
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这时,如果其他session插入empid为201的记录(注意:这条记录并不存 在),也会出现锁等待: mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...); 阻塞等待 |
Session_1 执行rollback: mysql> rollback; Query OK, 0 rows affected (13.04 sec) |
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由于其他session_1回退后释放了Next-Key锁,当 前session可以获得锁并成功插入记录: mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...); Query OK, 1 row affected (13.35 sec) |