MySQL 行锁 表锁机制

MySQL 表锁和行锁机制

行锁变表锁，是福仍是坑？若是你不清楚MySQL加锁的原理，你会被它整的很惨！不知坑在何方？没事，我来给大家标记几个坑。遇到了可别乱踩。经过本章内容，带你学习MySQL的行锁，表锁，两种锁的优缺点，行锁变表锁的缘由，以及开发中须要注意的事项。还在等啥？经验等你来拿！

MySQL的存储引擎是从MyISAM到InnoDB，锁从表锁到行锁。后者的出现从某种程度上是弥补前者的不足。好比：MyISAM不支持事务，InnoDB支持事务。表锁虽然开销小，锁表快，但高并发下性能低。行锁虽然开销大，锁表慢，但高并发下相比之下性能更高。事务和行锁都是在确保数据准确的基础上提升并发的处理能力。本章重点介绍InnoDB的行锁。

案例分析

目前，MySQL经常使用的存储引擎是InnoDB，相对于MyISAM而言。InnoDB更适合高并发场景，同时也支持事务处理。咱们经过下面这个案例(坑)，来了解行锁和表锁。

业务：由于订单重复导入，须要用脚本将订单状态为"待客服确认"且平台是"xxx"的数据批量修改成"已关闭"。
说明：避免直接修改订单表形成数据异常。这里用innodb_lock 表演示InnoDB的行锁。表中有三个字段：id，k(key值)，v(value值)。表在github上：https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/tree/master/MySQL/
步骤：
第一步：链接数据库，这里为了方便区分命名为Transaction-A，设置autocommit为零，表示需手动提交事务。
第二步：Transaction-A，执行update修改id为1的命令。
第三步：新增一个链接，命名为Transaction-B，能正常修改id为2的数据。再执行修改id为1的数据命令时，却发现该命令一直处理阻塞等待中。
第四步：Transaction-A，执行commit命令。Transaction-B，修改id为1的命令自动执行，等待37.51秒。

总结：多个事务操做同一行数据时，后来的事务处于阻塞等待状态。这样能够避免了脏读等数据一致性的问题。后来的事务能够操做其余行数据，解决了表锁高并发性能低的问题。

# Transaction-A
mysql> set autocommit = 0;
mysql> update innodb_lock set v='1001' where id=1;
mysql> commit;

# Transaction-B
mysql> update innodb_lock set v='2001' where id=2;
Query OK, 1 row affected (0.37 sec)
mysql> update innodb_lock set v='1002' where id=1;
Query OK, 1 row affected (37.51 sec)

有了上面的模拟操做，结果和理论又惊奇的一致，彷佛能够放心大胆的实战。。。。。。但现实真的很残酷。

现实：当执行批量修改数据脚本的时候，行锁升级为表锁。其余对订单的操做都处于等待中，，，
缘由：InnoDB只有在经过索引条件检索数据时使用行级锁，不然使用表锁！而模拟操做正是经过id去做为检索条件，而id又是MySQL自动建立的惟一索引，因此才忽略了行锁变表锁的状况。
步骤：
第一步：还原问题，Transaction-A，经过k=1更新v。Transaction-B，经过k=2更新v，命令处于阻塞等待状态。
第二步：处理问题，给须要做为查询条件的字段添加索引。用完后能够删掉。

总结：InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁。而且该索引不能失效，不然都会从行锁升级为表锁。索引失效的缘由在上一章节中已经介绍：http://www.cnblogs.com/itdragon/p/8146439.html

Transaction-A
mysql> update innodb_lock set v='1002' where k=1;
mysql> commit;
mysql> create index idx_k on innodb_lock(k);

Transaction-B
mysql> update innodb_lock set v='2002' where k=2;
Query OK, 1 row affected (19.82 sec)

从上面的案例看出，行锁变表锁彷佛是一个坑，可MySQL没有这么无聊给你挖坑。这是由于MySQL有本身的执行计划。

当你须要更新一张较大表的大部分甚至全表的数据时。而你又傻乎乎地用索引做为检索条件。一不当心开启了行锁(没毛病啊！保证数据的一致性！)。可MySQL却认为大量对一张表使用行锁，会致使事务执行效率低，从而可能形成其余事务长时间锁等待和更多的锁冲突问题，性能严重降低。因此MySQL会将行锁升级为表锁，即实际上并无使用索引。
咱们仔细想一想也能理解，既然整张表的大部分数据都要更新数据，一行一行地加锁效率则更低。其实咱们能够经过explain命令查看MySQL的执行计划，你会发现key为null。代表MySQL实际上并无使用索引，行锁升级为表锁也和上面的结论一致。

本章重点介绍InnoDB的行锁及其相关的事务知识。若是想了解MySQL的执行计划，请看上一章节。

行锁

行锁的劣势：开销大；加锁慢；会出现死锁
行锁的优点：锁的粒度小，发生锁冲突的几率低；处理并发的能力强
加锁的方式：自动加锁。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁；对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；固然咱们也能够显示的加锁：
共享锁：select * from tableName where ... + lock in share more
排他锁：select * from tableName where ... + for update
InnoDB和MyISAM的最大不一样点有两个：一，InnoDB支持事务(transaction)；二，默认采用行级锁。加锁能够保证事务的一致性，可谓是有人(锁)的地方，就有江湖(事务)；咱们先简单了解一下事务知识。

MySQL 事务属性

事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具备ACID属性。
原子性（Atomicity）：事务是一个原子操做单元。在当时原子是不可分割的最小元素，其对数据的修改，要么所有成功，要么所有都不成功。
一致性（Consistent）：事务开始到结束的时间段内，数据都必须保持一致状态。
隔离性（Isolation）：数据库系统提供必定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操做影响的"独立"环境执行。
持久性（Durable）：事务完成后，它对于数据的修改是永久性的，即便出现系统故障也可以保持。

事务常见问题

更新丢失（Lost Update）
缘由：当多个事务选择同一行操做，而且都是基于最初选定的值，因为每一个事务都不知道其余事务的存在，就会发生更新覆盖的问题。类比github提交冲突。

脏读（Dirty Reads）
缘由：事务A读取了事务B已经修改但还没有提交的数据。若事务B回滚数据，事务A的数据存在不一致性的问题。

不可重复读（Non-Repeatable Reads）
缘由：事务A第一次读取最初数据，第二次读取事务B已经提交的修改或删除数据。致使两次读取数据不一致。不符合事务的隔离性。

幻读（Phantom Reads）
缘由：事务A根据相同条件第二次查询到事务B提交的新增数据，两次数据结果集不一致。不符合事务的隔离性。

幻读和脏读有点相似
脏读是事务B里面修改了数据，
幻读是事务B里面新增了数据。

事务的隔离级别

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。这是由于事务隔离实质上是将事务在必定程度上"串行"进行，这显然与"并发"是矛盾的。根据本身的业务逻辑，权衡能接受的最大反作用。从而平衡了"隔离" 和 "并发"的问题。MySQL默认隔离级别是可重复读。
脏读，不可重复读，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。

+------------------------------+---------------------+--------------+--------------+--------------+
| 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            | 是            | 是           | 是           | 
+------------------------------+---------------------+--------------+--------------+--------------+
| 已提交读(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           |
+------------------------------+---------------------+--------------+--------------+--------------+

查看当前数据库的事务隔离级别：show variables like 'tx_isolation';

mysql> show variables like 'tx_isolation';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| tx_isolation  | REPEATABLE-READ |
+---------------+-----------------+

间隙锁

当咱们用范围条件检索数据，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)。

Transaction-A
mysql> update innodb_lock set k=66 where id >=6;
Query OK, 1 row affected (0.63 sec)
mysql> commit;

Transaction-B
mysql> insert into innodb_lock (id,k,v) values(7,'7','7000');
Query OK, 1 row affected (18.99 sec)

危害(坑)：若执行的条件是范围过大，则InnoDB会将整个范围内全部的索引键值所有锁定，很容易对性能形成影响。

排他锁

排他锁，也称写锁，独占锁，当前写操做没有完成前，它会阻断其余写锁和读锁。

# Transaction_A
mysql> set autocommit=0;
mysql> select * from innodb_lock where id=4 for update;
+----+------+------+
| id | k    | v    |
+----+------+------+
|  4 | 4    | 4000 |
+----+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> update innodb_lock set v='4001' where id=4;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

# Transaction_B
mysql> select * from innodb_lock where id=4 for update;
+----+------+------+
| id | k    | v    |
+----+------+------+
|  4 | 4    | 4001 |
+----+------+------+
1 row in set (9.53 sec)

共享锁

共享锁，也称读锁，多用于判断数据是否存在，多个读操做能够同时进行而不会互相影响。当若是事务对读锁进行修改操做，极可能会形成死锁。以下图所示。

# Transaction_A
mysql> set autocommit=0;
mysql> select * from innodb_lock where id=4 lock in share mode;
+----+------+------+
| id | k    | v    |
+----+------+------+
|  4 | 4    | 4001 |
+----+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> update innodb_lock set v='4002' where id=4;
Query OK, 1 row affected (31.29 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0

# Transaction_B
mysql> set autocommit=0;
mysql> select * from innodb_lock where id=4 lock in share mode;
+----+------+------+
| id | k    | v    |
+----+------+------+
|  4 | 4    | 4001 |
+----+------+------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> update innodb_lock set v='4002' where id=4;
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

分析行锁定

经过检查InnoDB_row_lock 状态变量分析系统上的行锁的争夺状况 show status like 'innodb_row_lock%'

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     |
+-------------------------------+-------+

innodb_row_lock_current_waits: 当前正在等待锁定的数量
innodb_row_lock_time: 从系统启动到如今锁定总时间长度；很是重要的参数，
innodb_row_lock_time_avg: 每次等待所花平均时间；很是重要的参数，
innodb_row_lock_time_max: 从系统启动到如今等待最常的一次所花的时间；
innodb_row_lock_waits: 系统启动后到如今总共等待的次数；很是重要的参数。直接决定优化的方向和策略。

行锁优化

1 尽量让全部数据检索都经过索引来完成，避免无索引行或索引失效致使行锁升级为表锁。
2 尽量避免间隙锁带来的性能降低，减小或使用合理的检索范围。
3 尽量减小事务的粒度，好比控制事务大小，而从减小锁定资源量和时间长度，从而减小锁的竞争等，提供性能。
4 尽量低级别事务隔离，隔离级别越高，并发的处理能力越低。

表锁

表锁的优点：开销小；加锁快；无死锁
表锁的劣势：锁粒度大，发生锁冲突的几率高，并发处理能力低
加锁的方式：自动加锁。查询操做（SELECT），会自动给涉及的全部表加读锁，更新操做（UPDATE、DELETE、INSERT），会自动给涉及的表加写锁。也能够显示加锁：
共享读锁：lock table tableName read;
独占写锁：lock table tableName write;
批量解锁：unlock tables;

共享读锁

对MyISAM表的读操做（加读锁），不会阻塞其余进程对同一表的读操做，但会阻塞对同一表的写操做。只有当读锁释放后，才能执行其余进程的写操做。在锁释放前不能取其余表。

Transaction-A
mysql> lock table myisam_lock read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from myisam_lock;
9 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from innodb_lock;
ERROR 1100 (HY000): Table 'innodb_lock' was not locked with LOCK TABLES

mysql> update myisam_lock set v='1001' where k='1';
ERROR 1099 (HY000): Table 'myisam_lock' was locked with a READ lock and can't be updated

mysql> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

Transaction-B
mysql> select * from myisam_lock;
9 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from innodb_lock;
8 rows in set (0.01 sec)

mysql> update myisam_lock set v='1001' where k='1';
Query OK, 1 row affected (18.67 sec)

独占写锁

对MyISAM表的写操做（加写锁），会阻塞其余进程对同一表的读和写操做，只有当写锁释放后，才会执行其余进程的读写操做。在锁释放前不能写其余表。

Transaction-A
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)

mysql> lock table myisam_lock write;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

mysql> update myisam_lock set v='2001' where k='2';
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> select * from myisam_lock;
9 rows in set (0.00 sec)

mysql> update innodb_lock set v='1001' where k='1';
ERROR 1100 (HY000): Table 'innodb_lock' was not locked with LOCK TABLES

mysql> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

Transaction-B
mysql> select * from myisam_lock;
9 rows in set (42.83 sec)

总结：表锁，读锁会阻塞写，不会阻塞读。而写锁则会把读写都阻塞。

查看加锁状况

show open tables; 1表示加锁，0表示未加锁。

mysql> show open tables where in_use > 0;
+----------+-------------+--------+-------------+
| Database | Table       | In_use | Name_locked |
+----------+-------------+--------+-------------+
| lock     | myisam_lock |      1 |           0 |
+----------+-------------+--------+-------------+

分析表锁定

能够经过检查table_locks_waited 和 table_locks_immediate 状态变量分析系统上的表锁定：show status like 'table_locks%'

mysql> show status like 'table_locks%';
+----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| Table_locks_immediate      | 104   |
| Table_locks_waited         | 0     |
+----------------------------+-------+

table_locks_immediate: 表示当即释放表锁数。
table_locks_waited: 表示须要等待的表锁数。此值越高则说明存在着越严重的表级锁争用状况。

此外，MyISAM的读写锁调度是写优先，这也是MyISAM不适合作写为主表的存储引擎。由于写锁后，其余线程不能作任何操做，大量的更新会使查询很可贵到锁，从而形成永久阻塞。

什么场景下用表锁

InnoDB默认采用行锁，在未使用索引字段查询时升级为表锁。MySQL这样设计并非给你挖坑。它有本身的设计目的。
即使你在条件中使用了索引字段，MySQL会根据自身的执行计划，考虑是否使用索引(因此explain命令中会有possible_key 和 key)。若是MySQL认为全表扫描效率更高，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。

第一种状况：全表更新。事务须要更新大部分或所有数据，且表又比较大。若使用行锁，会致使事务执行效率低，从而可能形成其余事务长时间锁等待和更多的锁冲突。

第二种状况：多表级联。事务涉及多个表，比较复杂的关联查询，极可能引发死锁，形成大量事务回滚。这种状况若能一次性锁定事务涉及的表，从而能够避免死锁、减小数据库因事务回滚带来的开销。

页锁

开销和加锁时间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，并发处理能力通常。只需了解一下。

总结

1 InnoDB 支持表锁和行锁，使用索引做为检索条件修改数据时采用行锁，不然采用表锁。
2 InnoDB 自动给修改操做加锁，给查询操做不自动加锁
3 行锁可能由于未使用索引而升级为表锁，因此除了检查索引是否建立的同时，也须要经过explain执行计划查询索引是否被实际使用。
4 行锁相对于表锁来讲，优点在于高并发场景下表现更突出，毕竟锁的粒度小。
5 当表的大部分数据须要被修改，或者是多表复杂关联查询时，建议使用表锁优于行锁。
6 为了保证数据的一致完整性，任何一个数据库都存在锁定机制。锁定机制的优劣直接影响到一个数据库的并发处理能力和性能。

到这里，Mysql的表锁和行锁机制就介绍完了，若你不清楚InnoDB的行锁会升级为表锁，那之后会吃大亏的。如有打什么不对的地方请指正。若以为文章不错，麻烦点个赞！来都来了，留下你的痕迹吧！