MySQL的各种锁

2022-11-22 09:43:49

不少人在开发的时候，应该很少会注意到这些锁的问题，也很少会给程序加锁(除了库存这些对数量准确性要求极高的情况下)，即使我们不会这些锁知识，我们的程序在一般情况下还是可以跑得好好的。因为数据库隐式帮我们加了这些锁了，只有在某些特定的场景下我们才需要手动加锁。

对于UPDATE、DELETE、INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X) 。而MyISAM在执行查询语句SELECT前，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行增、删、改操作前，会自动给涉及的表加写锁，这个过程并不需要我们去手动操作。

那么在特定情况下，我们该如何去加锁呢？下面咱们来认真的看看

MySQL的各种锁

看上图就知道MySQL锁可以按使用方式分为：乐观锁与悲观锁。按粒度分可以分为表级锁，行级锁，页级锁。

表锁

从锁的粒度，我们可以分成两大类：

表锁: 开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定力度大，发生锁冲突概率高，并发度最低。

行锁: 开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度小，发生锁冲突的概率低，并发度高 不同的存储引擎支持的锁粒度是不一样的。

  • InnoDB行锁和表锁都支持、MyISAM只支持表锁！

  • InnoDB只有通过索引条件检索数据才使用行级锁，否则，InnoDB使用表锁也就是说，InnoDB的行锁是基于索引的！

表锁下又分为两种模式： 表读锁（Table Read Lock）&& 表写锁（Table Write Lock）

从下图可以清晰看到，在表读锁和表写锁的环境下：读读不阻塞，读写阻塞，写写阻塞！

读读不阻塞： 当前用户在读数据，其他的用户也在读数据，不会加锁

读写阻塞： 当前用户在读数据，其他的用户不能修改当前用户读的数据，会加锁！

写写阻塞： 当前用户在修改数据，其他的用户不能修改当前用户正在修改的数据，会加锁！

MySQL的各种锁

从上面已经看到了：读锁和写锁是互斥的，读写操作是串行。

  • 如果某个进程想要获取读锁，同时另外一个进程想要获取写锁。在mysql中，写锁是优先于读锁的！

  • 写锁和读锁优先级的问题是可以通过参数调节的：max_write_lock_count和low-priority-updates

注意：

MyISAM支持查询与插入操作的并发进行，也可以通过系统变量concurrent_insert指定哪种模式。在MyISAM中默认：如果MyISAM表的中间没有被删除的行的话，那MyISAM是允许在一个进程读表的同时，另一个进程从表尾做插入记录的。但是INNODB是不支持的。

行锁

InnoDB和MyISAM有两个本质的区别：InnoDB支持行锁、InnoDB支持事务。

InnoDB实现了以下两种类型的行锁：

  • 共享锁（S锁、读锁）： 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。即多个客户可以同时读取同一个资源，但不允许其他客户修改。

  • 排他锁（X锁、写锁)： 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读锁和写锁。写锁是排他的，写锁会阻塞其他的写锁和读锁。

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。

  • 意向锁也是数据库隐式帮我们做了，不需要程序员关心！

MVCC行级锁

MVCC(Multi-Version ConcurrencyControl)多版本并发控制，可以简单地认为：MVCC就是行级锁的一个变种(升级版)。

在表锁中我们读写是阻塞的，基于提升并发性能的考虑，MVCC一般读写是不阻塞的(很多情况下避免了加锁的操作)。

可以简单的理解为：对数据库的任何修改的提交都不会直接覆盖之前的数据，而是产生一个新的版本与老版本共存，使得读取时可以完全不加锁。

事务的隔离级别

事务的隔离级别就是通过锁的机制来实现，锁的应用最终导致不同事务的隔离级别，只不过隐藏了加锁细节，事务的隔离级别有4种：

  • Read uncommitted：会出现脏读，不可重复读，幻读

  • Read committed：会出现不可重复读，幻读

  • Repeatable read：会出现幻读(Mysql默认的隔离级别，但是Repeatable read配合gap锁不会出现幻读！)

  • Serializable：串行，避免以上的情况

Read uncommitted：出现的现象->脏读：一个事务读取到另外一个事务未提交的数据.

例子：A向B转账，A执行了转账语句，但A还没有提交事务，B读取数据，发现自己账户钱变多了！B跟A说，我已经收到钱了。A回滚事务【rollback】，等B再查看账户的钱时，发现钱并没有多...

Read committed：出现的现象->不可重复读：一个事务读取到另外一个事务已经提交的数据，也就是说一个事务可以看到其他事务所做的修改.

例如：A查询数据库得到数据，B去修改数据库的数据，导致A多次查询数据库的结果都不一样【危害：A每次查询的结果都是受B的影响的，那么A查询出来的信息就没有意思了】

Repeatable read：避免不可重复读是事务级别的快照！每次读取的都是当前事务的版本，即使被修改了，也只会读取当前事务版本的数据

MySQL的各种锁

MySQL的各种锁

虚读(幻读)：是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取不一致。和不可重复读类似，但虚读(幻读)会读到其他事务的插入的数据，导致前后读取不 一致，幻读的重点在于新增或者删除(数据条数变化)，不可重复读的重点是修改.

乐观锁和悲观锁

无论是Read committed还是Repeatable read隔离级别，都是为了解决读写冲突的问题，现在考虑一个问题：有一张数据库表USER，只有id、name字段，现在有2个请求同时操作表A，过程如下：（模拟更新丢失，虽然不是很恰当）

  1. 操作1查询出name="zhangsan"
  2. 操作2也查询出name="zhangsan"
  3. 操作1把name字段数据修改成lisi并提交
  4. 操作2把name字段数据修改为wangwu并提交

那么操作1的更新丢失啦，即一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果，解决上述更新丢失的方式有如下3种：

  • 使用Serializable隔离级别，事务是串行执行的！
  • 乐观锁
  • 悲观锁

悲观锁

我们使用悲观锁的话其实很简单(手动加行锁就行了)：select * from xxxx for update，在select 语句后边加了for update相当于加了排它锁(写锁)，加了写锁以后，其他事务就不能对它修改了！需要等待当前事务修改完之后才可以修改.也就是说，如果操作1使用select ... for update，操作2就无法对该条记录修改了，即可避免更新丢失。

乐观锁

乐观锁不是数据库层面上的锁，需要用户手动去加的锁。一般我们在数据库表中添加一个版本字段version来实现，例如操作1和操作2在更新User表的时，执行语句如下：

update A set Name=lisi,version=version+1 where ID=#{id} and version=#{version}，

 

此时即可避免更新丢失。

间隙锁GAP

当我们用范围条件检索数据而不是相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合范围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。

例子：假如emp表中只有101条记录，其empid的值分别是1,2,...,100,101

Select * from emp where empid > 100 for update;

 

上面是一个范围查询，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使用间隙锁的目的有2个：

  • 为了防止幻读(上面也说了，Repeatable read隔离级别下再通过GAP锁即可避免了幻读)

  • 满足恢复和复制的需要：MySQL的恢复机制要求在一个事务未提交前，其他并发事务不能插入满足其锁定条件的任何记录，也就是不允许出现幻读

死锁

1、产生原因

所谓死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用，它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的InnoDB。

死锁的关键在于：两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。

那么对应的解决死锁问题的关键就是：让不同的session加锁有次序

2、产生示例

案例

需求：将投资的钱拆成几份随机分配给借款人。

起初业务程序思路是这样的：

投资人投资后，将金额随机分为几份，然后随机从借款人表里面选几个，然后通过一条条select for update 去更新借款人表里面的余额等。

例如：两个用户同时投资，A用户金额随机分为2份，分给借款人1，2

B用户金额随机分为2份，分给借款人2，1，由于加锁的顺序不一样，死锁当然很快就出现了。

对于这个问题的改进很简单，直接把所有分配到的借款人直接一次锁住就行了。

Select * from xxx where id in (xx,xx,xx) for update

在in里面的列表值mysql是会自动从小到大排序，加锁也是一条条从小到大加的锁

锁总结

表锁其实我们程序员是很少关心它的：

  • 在MyISAM存储引擎中，当执行SQL语句的时候是自动加的。

  • 在InnoDB存储引擎中，如果没有使用索引，表锁也是自动加的。

现在我们大多数使用MySQL都是使用InnoDB，InnoDB支持行锁：

  • 共享锁->读锁->S锁

  • 排它锁->写锁->X锁

在默认的情况下，select是不加任何行锁的,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
  • InnoDB基于行锁还实现了MVCC多版本并发控制，MVCC在隔离级别下的Read committed和Repeatable read下工作。MVCC实现了读写不阻塞。
上一篇：MySQL学习四之锁


下一篇：MySQL的存储引擎InnoDB与MyISAM对比