原文:http://blog.csdn.net/soonfly/article/details/70238902mysql
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)的争用之外,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、有效性是全部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。从这个角度来讲,锁对数据库而言显得尤为重要,也更加复杂。本章咱们着重讨论MySQL锁机制 的特色,常见的锁问题,以及解决MySQL锁问题的一些方法或建议。
Mysql用到了不少这种锁机制,好比行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在作操做以前先上锁。这些锁统称为悲观锁(Pessimistic Lock)。sql
相对其余数据库而言,MySQL的锁机制比较简单,其最 显著的特色是不一样的存储引擎支持不一样的锁机制。好比,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,但默认状况下是采用行级锁。
表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的几率最高,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,发生锁冲突的几率最低,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,并发度通常
从上述特色可见,很难笼统地说哪一种锁更好,只能就具体应用的特色来讲哪一种锁更合适!仅从锁的角度 来讲:表级锁更适合于以查询为主,只有少许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许不一样数据,同时又有 并发查询的应用,如一些在线事务处理(OLTP)系统。数据库
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)。
对MyISAM表的读操做,不会阻塞其余用户对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求;对 MyISAM表的写操做,则会阻塞其余用户对同一表的读和写操做;MyISAM表的读操做与写操做之间,以及写操做之间是串行的!根据如表20-2所示的 例子能够知道,当一个线程得到对一个表的写锁后,只有持有锁的线程能够对表进行更新操做。其余线程的读、写操做都会等待,直到锁被释放为止。session
MyISAM存储引擎的写锁阻塞读例子:
当一个线程得到对一个表的写锁后,只有持有锁的线程能够对表进行更新操做。其余线程的读、写操做都会等待,直到锁被释放为止。 数据结构
MyISAM存储引擎的读锁阻塞写例子:
一个session使用LOCK TABLE命令给表film_text加了读锁,这个session能够查询锁定表中的记录,但更新或访问其余表都会提示错误;同时,另一个session能够查询表中的记录,但更新就会出现锁等待。 并发
MyISAM在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的全部表加读锁,在执行更新操做 (UPDATE、DELETE、INSERT等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不须要用户干预,所以,用户通常不须要直接用LOCK TABLE命令给MyISAM表显式加锁。在示例中,显式加锁基本上都是为了演示而已,并不是必须如此。
给MyISAM表显示加锁,通常是为了在必定程度模拟事务操做,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,假设咱们须要检查这两个表的金额合计是否相符,可能就须要执行以下两条SQL:性能
Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;
这时,若是不先给两个表加锁,就可能产生错误的结果,由于第一条语句执行过程当中,order_detail表可能已经发生了改变。所以,正确的方法应该是:优化
Lock tables orders read local, order_detail read local;
Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;
Unlock tables;
要特别说明如下两点内容:
一、上面的例子在LOCK TABLES时加了“local”选项,其做用就是在知足MyISAM表并发插入条件的状况下,容许其余用户在表尾并发插入记录,有关MyISAM表的并发插入问题,在后面还会进一步介绍。
二、在用LOCK TABLES给表显式加表锁时,必须同时取得全部涉及到表的锁,而且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,若是加的是读锁,那么只能执行查询操做,而不能执行更新操做。其实,在自动加锁的 状况下也基本如此,MyISAM老是一次得到SQL语句所须要的所有锁。这也正是MyISAM表不会出现死锁(Deadlock Free)的缘由。spa
当使用LOCK TABLES时,不只须要一次锁定用到的全部表,并且,同一个表在SQL语句中出现多少次,就要经过与SQL语句中相同的别名锁定多少次,不然也会出错!举例说明以下。
(1)对actor表得到读锁:.net
mysql> lock table actor read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
(2)可是经过别名访问会提示错误:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name
from actor a,actor b
where a.first_name = b.first_name and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom'
and a.last_name <> b.last_name;
ERROR 1100 (HY000): Table ‘a’ was not locked with LOCK TABLES
(3)须要对别名分别锁定:
mysql> lock table actor as a read,actor as b read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
(4)按照别名的查询能够正确执行:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name
from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name
and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom'
and a.last_name <> b.last_name;
+————+———–+————+———–+
| first_name | last_name | first_name | last_name |
+————+———–+————+———–+
| Lisa | Tom | LISA | MONROE |
+————+———–+————+———–+
1 row in set (0.00 sec)
能够经过检查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%';
Variable_name | Value
Table_locks_immediate | 2979
Table_locks_waited | 0
2 rows in set (0.00 sec))
若是Table_locks_waited的值比较高,则说明存在着较严重的表级锁争用状况。
上文提到过MyISAM表的读和写是串行的,但这是就整体而言的。在必定条件下,MyISAM表也支持查询和插入操做的并发进行。
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,其值分别能够为0、1或2。
在下面的例子中,session_1得到了一个表的READ LOCAL锁,该线程能够对表进行查询操做,但不能对表进行更新操做;其余的线程(session_2),虽然不能对表进行删除和更新操做,但却能够对该表进行并发插入操做,这里假设该表中间不存在空洞。
MyISAM存储引擎的读写(INSERT)并发例子:
能够利用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,老是容许并发插入;同时,经过按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。
前面讲过,MyISAM存储引擎的读锁和写锁是互斥的,读写操做是串行的。那么,一个进程请求某个 MyISAM表的读锁,同时另外一个进程也请求同一表的写锁,MySQL如何处理呢?答案是写进程先得到锁。不只如此,即便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以前!这是由于MySQL认为写请求通常比读请求要重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操做和查询操做应用的原 因,由于,大量的更新操做会形成查询操做很难得到读锁,从而可能永远阻塞。这种状况有时可能会变得很是糟糕!幸亏咱们能够经过一些设置来调节MyISAM 的调度行为。
SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1
,使该链接发出的更新请求优先级下降。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,但仍是能够用其来解决查询相对重要的应用(如用户登陆系统)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下降,给读进程必定得到锁的机会。
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:一些须要长时间运行的查询操做,也会使写进程“饿死”!所以,应用中应尽可能避免出现长时间运行的查询操做,不要总想用一条SELECT语 句来解决问题,由于这种看似巧妙的SQL语句,每每比较复杂,执行时间较长,在可能的状况下能够经过使用中间表等措施对SQL语句作必定的“分解”,使每 一步查询都能在较短期完成,从而减小锁冲突。若是复杂查询不可避免,应尽可能安排在数据库空闲时段执行,好比一些按期统计能够安排在夜间执行。
InnoDB与MyISAM的最大不一样有两点:一是支持事务(TRANSACTION);二是采用了行级锁。行级锁与表级锁原本就有许多不一样之处,另外,事务的引入也带来了一些新问题。
一、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,事务具备4属性,一般称为事务的ACID属性。
二、并发事务带来的问题
相对于串行处理来讲,并发事务处理能大大增长数据库资源的利用率,提升数据库系统的事务吞吐量,从而能够支持能够支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一些问题,主要包括如下几种状况。
三、事务隔离级别
在并发事务处理带来的问题中,“更新丢失”一般应该是彻底避免的。但防止更新丢失,并不能单靠数据库事务控制器来解决,须要应用程序对要更新的数据加必要的锁来解决,所以,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,必须由数据库提供必定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式,基本能够分为如下两种。
在MVCC并发控制中,读操做能够分红两类:快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。快照读,读取的是记录的可见版本 (有多是历史版本),不用加锁。当前读,读取的是记录的最新版本,而且,当前读返回的记录,都会加上锁,保证其余事务不会再并发修改这条记录。
在一个支持MVCC并发控制的系统中,哪些读操做是快照读?哪些操做又是当前读呢?以MySQL InnoDB为例:
select * from table where ?;
select * from table where ? lock in share mode;
select * from table where ? for update;
insert into table values (…);
update table set ? where ?;
delete from table where ?;
数据库的事务隔离越严格,并发反作用越小,但付出的代价也就越大,由于事务隔离实质上就是使事务在必定程度上 “串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。同时,不一样的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不一样的,好比许多应用对“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,每一个级别的隔离程度不一样,容许出现的反作用也不一样,应用能够根据本身的业务逻辑要求,经过选择不一样的隔离级别来平衡 “隔离”与“并发”的矛盾。下表很好地归纳了这4个隔离级别的特性。
能够经过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的争夺状况:
mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
若是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,还能够经过设置InnoDB Monitors来进一步观察发生锁冲突的表、数据行等,并分析锁争用的缘由。
InnoDB实现了如下两种类型的行锁。
另外,为了容许行锁和表锁共存,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。
InnoDB行锁模式兼容性列表:
若是一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容,InnoDB就请求的锁授予该事务;反之,若是二者二者不兼容,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。
事务能够经过如下语句显式给记录集加共享锁或排他锁:
SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
。SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE
。用SELECT ... IN SHARE MODE
得到共享锁,主要用在须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操做。可是若是当前事务也须要对该记录进行更新操做,则颇有可能形成死锁,对于锁定行记录后须要进行更新操做的应用,应该使用SELECT… FOR UPDATE方式得到排他锁。
InnoDB行锁是经过给索引上的索引项加锁来实现的,这一点MySQL与Oracle不一样,后者是经过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特色意味着:只有经过索引条件检索数据,InnoDB才使用行级锁,不然,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,否则的话,可能致使大量的锁冲突,从而影响并发性能。下面经过一些实际例子来加以说明。
(1)在不经过索引条件查询的时候,InnoDB确实使用的是表锁,而不是行锁。
mysql> create table tab_no_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
mysql> insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');
Query OK, 4 rows affected (0.00 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
在上面的例子中,看起来session_1只给一行加了排他锁,但session_2在请求其余行的排他锁时,却出现了锁等待!缘由就是在没有索引的状况下,InnoDB只能使用表锁。当咱们给其增长一个索引后,InnoDB就只锁定了符合条件的行,以下例所示:
建立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;
mysql> alter table tab_with_index add index id(id);
(2)因为MySQL的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁,因此虽然是访问不一样行的记录,可是若是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。
在下面的例子中,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;
Query OK, 4 rows affected (0.22 sec) Records: 4 Duplicates: 0
Warnings: 0
mysql> insert into tab_with_index values(1,'4');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_with_index where id = 1;
InnoDB存储引擎使用相同索引键的阻塞例子
(3)当表有多个索引的时候,不一样的事务可使用不一样的索引锁定不一样的行,另外,不管是使用主键索引、惟一索引或普通索引,InnoDB都会使用行锁来对数据加锁。
在下面的例子中,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);
Query OK, 5 rows affected (0.23 sec) Records: 5 Duplicates: 0
Warnings: 0
InnoDB存储引擎的表使用不一样索引的阻塞例子
(4)即使在条件中使用了索引字段,可是否使用索引来检索数据是由MySQL经过判断不一样执行计划的代价来决 定的,若是MySQL认为全表扫描效率更高,好比对一些很小的表,它就不会使用索引,这种状况下InnoDB将使用表锁,而不是行锁。所以,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。
好比,在tab_with_index表里的name字段有索引,可是name字段是varchar类型的,检索值的数据类型与索引字段不一样,虽然MySQL可以进行数据类型转换,但却不会使用索引,从而致使InnoDB使用表锁。经过用explain检查两条SQL的执行计划,咱们能够清楚地看到了这一点。
mysql> explain select * from tab_with_index where name = 1 \G
mysql> explain select * from tab_with_index where name = '1' \G
当咱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,叫作“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)。
举例来讲,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不只会对符合条件的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,以知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,若是其余事务插入了empid大于100的任何记录,那么本事务若是再次执行上述语句,就会发生幻读;另一方面,是为了知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,以及不一样隔离级别下InnoDB使用间隙锁的状况,在后续的章节中会作进一步介绍。
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,这每每会形成严重的锁等待。所以,在实际应用开发中,尤为是并发插入比较多的应用,咱们要尽可能优化业务逻辑,尽可能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除了经过范围条件加锁时使用间隙锁外,若是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!下面这个例子假设emp表中只有101条记录,其empid的值分别是1,2,……,100,101。
InnoDB存储引擎的间隙锁阻塞例子
本文重点介绍了MySQL中MyISAM表级锁和InnoDB行级锁的实现特色,并讨论了两种存储引擎常常遇到的锁问题和解决办法。
对于MyISAM的表锁,主要讨论了如下几点:
(1)共享读锁(S)之间是兼容的,但共享读锁(S)与排他写锁(X)之间,以及排他写锁(X)之间是互斥的,也就是说读和写是串行的。
(2)在必定条件下,MyISAM容许查询和插入并发执行,咱们能够利用这一点来解决应用中对同一表查询和插入的锁争用问题。
(3)MyISAM默认的锁调度机制是写优先,这并不必定适合全部应用,用户能够经过设置LOW_PRIORITY_UPDATES参数,或在INSERT、UPDATE、DELETE语句中指定LOW_PRIORITY选项来调节读写锁的争用。
(4)因为表锁的锁定粒度大,读写之间又是串行的,所以,若是更新操做较多,MyISAM表可能会出现严重的锁等待,能够考虑采用InnoDB表来减小锁冲突。
对于InnoDB表,本文主要讨论了如下几项内容:
(1)InnoDB的行锁是基于索引实现的,若是不经过索引访问数据,InnoDB会使用表锁。
(2)介绍了InnoDB间隙锁(Next-key)机制,以及InnoDB使用间隙锁的缘由。
在不一样的隔离级别下,InnoDB的锁机制和一致性读策略不一样。
在了解InnoDB锁特性后,用户能够经过设计和SQL调整等措施减小锁冲突和死锁,包括: