13.MySQL锁机制

MySQL锁

相对于其他的数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，最显著的特点就是不同的存储引擎支持不同的锁机制。根据不同的存储引擎，MySQL中锁的特性可以大致归纳如下：

	行锁	表锁	页锁
MyISAM		√
BDB		√	√
InnoDB	√	√

表锁、行锁、页锁比较：

开销、加锁速度、死锁、粒度、并发性能

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
页锁：开销和加锁速度介于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度介于表锁和行锁之间，并发度一般

从上述的特点课件，很难笼统的说哪种锁最好，只能根据具体应用的特点来说哪种锁更加合适。仅仅从锁的角度来说的话：
表锁更适用于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用；行锁更适用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。（PS：由于BDB已经被InnoDB所取代，我们只讨论MyISAM表锁和InnoDB行锁的问题）

MyISAM表锁

锁模式
表共享读锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）

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！

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。

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
也可以显式加锁：  Lock tables orders read local, order_detail read local;

并发插入（Concurrent Inserts）
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，取值范围：

- 0-不允许，
- 1(默认方式)-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
- 2-无论MyISAM表中有没有空洞，都允许在表尾并发插入记录。
   MySQL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。

锁调度

写进程先获得锁,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！我们可以通过一些设置来调节MyISAM 的调度行为.

InnoDB锁问题
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%';
+-------------------------------+-------+
| Variable_name                 | Value |
+-------------------------------+-------+
| InnoDB_row_lock_current_waits | 0     |
| InnoDB_row_lock_time          | 0     |
| InnoDB_row_lock_time_avg      | 0     |
| InnoDB_row_lock_time_max      | 0     |
| InnoDB_row_lock_waits         | 0     |
+-------------------------------+-------+
5 rows in set (0.01 sec)

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，

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。
    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。

    （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。
    （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(阻塞)。
    （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。
    （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。

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；

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，
另外一方面，是为了满足其恢复和复制的需要
因此，INSERT...SELECT...和 CREATE TABLE...SELECT...语句，可能会阻止对源表的并发更新，造成对源表锁的等待。
如果查询比较复杂的话，会造成严重的性能问题，我们在应用中应尽量避免使用。
实际上，MySQL将这种SQL叫作不确定（non-deterministic）的SQL，不推荐使用。

什么时候使用表锁

第一种情况是：事务需要更新大部分或全部数据，
第二种情况是：事务涉及多个表，比较复杂，很可能引起死锁
注意以下两点
    （1）使用LOCK TABLES虽然可以给InnoDB加表级锁，但必须说明的是，
    表锁不是由InnoDB存储引擎层管理的，而是由其上一层──MySQL Server负责的，仅当autocommit=0、innodb_table_locks=1（默认设置）时，
    InnoDB层才能知道MySQL加的表锁，MySQL Server也才能感知InnoDB加的行锁，这种情况下，
    InnoDB才能自动识别涉及表级锁的死锁；
    否则，InnoDB将无法自动检测并处理这种死锁。 
    （2）在用 LOCK TABLES对InnoDB表加锁时要注意，要将AUTOCOMMIT设为0，
    否则MySQL不会给表加锁；事务结束前，不要用UNLOCK TABLES释放表锁，因为UNLOCK TABLES会隐含地提交事务；COMMIT或ROLLBACK并不能释放用LOCK TABLES加的表级锁，
    必须用UNLOCK TABLES释放表锁。

关于死锁
两个事务都需要获得对方持有的排他锁才能继续完成事务，这种循环锁等待就是典型的死锁。

发生死锁后，InnoDB一般都能自动检测到，并使一个事务释放锁并回退，另一个事务获得锁，继续完成事务。但在涉及外部锁，或涉及表锁的情况下，InnoDB并不能完全自动检测到死锁，
这需要通过设置锁等待超时参数 innodb_lock_wait_timeout来解决。
需要说明的是，这个参数并不是只用来解决死锁问题，在并发访问比较高的情况下，
如果大量事务因无法立即获得所需的锁而挂起，会占用大量计算机资源，造成严重性能问题，
甚至拖跨数据库。我们通过设置合适的锁等待超时阈值，可以避免这种情况发生。

介绍几种避免死锁

（1）在应用中，如果不同的程序会并发存取多个表，应尽量约定以相同的顺序来访问表，
这样可以大大降低产生死锁的机会。在下面的例子中，由于两个session访问两个表的顺序不同，
发生死锁的机会就非常高！但如果以相同的顺序来访问，死锁就可以避免。
（2）在程序以批量方式处理数据的时候，如果事先对数据排序，
保证每个线程按固定的顺序来处理记录，也可以大大降低出现死锁的可能。
（3）在事务中，如果要更新记录，应该直接申请足够级别的锁，即排他锁，
而不应先申请共享锁，更新时再申请排他锁，因为当用户申请排他锁时，
其他事务可能又已经获得了相同记录的共享锁，从而造成锁冲突，甚至死锁。
（4）前面讲过，在REPEATABLE-READ隔离级别下，如果两个线程同时对相同条件记录用SELECT...FOR UPDATE加排他锁，在没有符合该条件记录情况下，两个线程都会加锁成功。
程序发现记录尚不存在，就试图插入一条新记录，如果两个线程都这么做，
就会出现死锁。这种情况下，将隔离级别改成READ COMMITTED，就可避免问题，如下所示。
（5）当隔离级别为READ COMMITTED时，如果两个线程都先执行SELECT...FOR UPDATE，判断是否存在符合条件的记录，如果没有，就插入记录。
此时，只有一个线程能插入成功，另一个线程会出现锁等待，当第1个线程提交后，
第2个线程会因主键重出错，但虽然这个线程出错了，却会获得一个排他锁！
这时如果有第3个线程又来申请排他锁，也会出现死锁。

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