MySQL－ 锁机制及MyISAM表锁

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锁概述

　　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。

MySQL这3种锁的特性可大体概括以下：

开销、加锁速度、死锁、粒度、并发性能

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。下面几节咱们重点介绍MySQL表锁和 InnoDB行锁的问题，因为BDB已经被InnoDB取代，即将成为历史，在此就不作进一步的讨论了。

MyISAM表锁

　　MyISAM存储引擎只支持表锁，这也是MySQL开始几个版本中惟一支持的锁类型。随着应用对事务完整性和并发性要求的不断提升，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，如今已经被Oracle公司收购）。可是MyISAM的表锁依然是使用最为普遍的锁类型。本节将详细介绍MyISAM表锁 的使用。

查询表级锁争用状况

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 | 36    |
| Table_locks_waited    | 0     |
+-----------------------+-------+

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。

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所示

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！

表20-2 MyISAM存储引擎的写阻塞读例子

session_1	session_2
得到表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、插入操做均可以执行： 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	其余session对锁定表的查询被阻塞，须要等待锁被释放： 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得到锁，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)

　　根据上表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。

如何加表锁

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。在本书的示例中，显式加锁基本上都是为了方便而已，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：

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：

Lock tables orders read local, order_detail read local;
Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;
Unlock tables;

　　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。

例如表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。

表20-3 MyISAM存储引擎的读阻塞写例子

session_1	session_2
得到表film_text的READ锁定 mysql> lock table film_text read; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
当前session能够查询该表记录 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)	其余session也能够查询该表的记录 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	其余session能够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	其余session更新锁定表会等待得到锁： 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得到锁，更新操做完成： 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：

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)

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。

　　当concurrent_insert设置为0时，不容许并发插入。

　　当concurrent_insert设置为1时，若是myisam表中没有空洞（即表的中间没有被删除的行），myisam容许在一个进程读表的同时，另外一个进程从表尾插入记录。这也是mysql的默认设置。若是有空洞的话虽然不能很好的并发，可是mysql仍是可使用insert delayed来提高插入性能(仅适用于myisam,memory和archive引擎)。 

　　当 concurrent_insert设置为2时，不管myisam表中有没有空洞，都容许在表尾并发插入记录，这时mysql容许insert和select语句在中间没有空数据块的myisam表中并行运行。 

在如表20-4所示的例子中，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。

表20-4MyISAM存储引擎的读写（INSERT）并发例子

session_1	session_2
得到表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做： 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	其余session能够进行插入操做，可是更新会等待： 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不能访问其余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解锁后能够得到其余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得到锁，更新操做完成： 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

　　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。

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缘由，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。 

•  经过指定启动参数low-priority-updates，使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。
•  经过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使该链接发出的更新请求优先级下降。
•  经过指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性，下降该语句的优先级。

　　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。