您的位置: 首页  >  文章  >  mysql----锁机制

mysql----锁机制

分类: 文章 • 2024-03-14 16:29:10

概述

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。

定义： 在数据库中，除传统的计算资源（如CPU、RAM、I/O等）的争用以外，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、有效性是所有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。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

应用场景： 打个比方，我们到淘宝上买一件商品，商品只有一件库存，这个时候如果还有另一个人买，那么如何解决是你买到还是另一个人买到的问题？

这里肯定要用到事务，我们先从库存表中取出物品数量，然后插入订单，付款后插入付款表信息，然后更新商品数量。在这个过程中，使用锁可以对有限的资源进行保护，解决隔离和并发的矛盾。

锁的分类：

  • 从对数据操作的类型划分（读/写）
    • 读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可同时进行而不会相互影响。
    • 写锁（排它锁）：当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。
  • 从对数据操作的粒度划分
    • 表锁
    • 行锁

锁粒度：为了尽可能提高数据库的并发度，每次锁定的数据范围越小越好，理论上每次只锁定当前操作的数据的方案会得到最大的并发度，但是管理锁是很耗资源的事情（涉及获取，检查，释放锁等动作），因此数据库系统需要在高并发响应和系统性能两方面进行平衡，这样就产生了“锁粒度（Lock granularity）”的概念。

锁的基本操作指令：

  • 加锁
    • lock table 表名 (read/write);
    • lock table 表1 （read/write）,表2（read/write）。。。 ;
  • 释放锁
    • unlock tables;
  • 查看表锁
    • show open tables;

表锁：

  • 特点：
    • 偏向MyISAM存储引擎，开销小，加锁快；无死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高,并发度最低。
  • 案例分析：
    • 建立一张表（存储引擎采myisam）并插入几条数据：

create table mylock(
id int not null primary key auto_increment,
name varchar(20)
)engine myisam;
insert into mylock(name) values(‘a’);
insert into mylock(name) values(‘b’);
insert into mylock(name) values(‘c’);

  • 加读锁
session-1 session-2
获得表的锁定mysql----锁机制 连接终端
当前session可以查询该表记录mysql----锁机制 其他session也可以查询该表记录mysql----锁机制
当前session不能查询其他没有被锁定的表mysql----锁机制 其他session可以更新或查询未锁定的表mysql----锁机制
当前session插入或更新被锁定的表都会提示错误mysql----锁机制 其他session插入或更新锁定的表会一直等待获得锁mysql----锁机制
释放锁：unlock tables session获得锁，插入操作完成。mysql----锁机制
  • 加写锁
session-1 session-2
加写锁 session-1开启写锁后session-2连接终端
当前session可以对锁定表进行查询、插入、更新 其他session对锁定表的插入和更新会被阻塞
当前session不能对未锁定表进行插入和更新 其他session可以对未锁定表进行查询、插入、更新
锁释放 被阻塞的查询sql获得数据

注意： 在锁表前，如果session2有数据缓存，锁表以后，在锁住的表不发生改变的情况下session2可以读出缓存数据，一旦数据发生改变，缓存将失效，操作将被阻塞住。释放锁 Session2获得锁，查询返回。

  • 结论：
    • 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。
    • 对MyISAM表的读操作（加读锁），不会阻塞其他进程对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求。只有当读锁释放后，才会执行其它进程的写操作。
    • 对MyISAM表的写操作（加写锁），会阻塞其他进程对同一表的读和写操作，只有当写锁释放后，才会执行其它进程的读写操作。

简而言之，就是读锁会阻塞写，但是不会堵塞读。而写锁则会把读和写都堵塞

  • 表锁分析
    • show status like ‘table%’;
      mysql----锁机制
    • 查询出的两个变量说明如下：
      • table-locks-immediate：产生表级锁定的次数，表示可以立即获取锁的查询次数，每立即获取锁值+1；
      • tables-locks-waited：出现表级锁定争用而发生等待的次数，此值高表明存在严重的表级锁争用情况。
    • 此外，Myisam的读写锁调度室写优先，这也是为什么myisam不适合做以写为主的表的存储引擎的原因。因为写锁后，其他线程不能做任何操作，大量更新会使查询很难得到锁，从而造成永久阻塞。

行锁

  • 特点：
    • 偏向InnoDB存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低,并发度也最高。
    • InnoDB与MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务（TRANSACTION）；二是采用了行级锁
      mysql----锁机制
  • 案例分析
    • 建立innodb引擎的，含有a，b两个字段的表。
    • 建立a、b两个单值索引。
  • 行锁定基本演示
session-1 session-2
关闭事务自动提交 set autocommit =0 关闭事务自动提交 set autocommit =0
当前session更新不提交（update…where a=1） 其他session对这行数据进行更新会被阻塞，只能等待(update…where a=1)
提交更新commit 解除阻塞，更新正常进行
commit执行
不同会话对不同行的更新互不影响(update…where a=1) 不同会话对不同行的更新互不影响(update…where a=2)
  • 无索引行锁升级为表锁
session-1 session-2
关闭事务自动提交 关闭事务自动提交
更新第4行 更新第9行
commit后互不影响 commit后互不影响
再次更新第4行，更新varchar类型字段时，没有加引号，mysql底层将其自动转换为varchar，导致索引失效，行锁升级为表锁 再次更新第9行，发现被阻塞，处于等待状态
commit 第9行的更新执行

  • 间隙锁的危害

    • 间隙锁带来的插入问题
      Session_1尚未提交，Session_2阻塞产生，暂时不能插入。session-1commit之后，阻塞解除，session-2完成插入。

    • 什么是间隙锁？
      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；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（GAP Lock）。

    • 危害
      因为Query执行过程中通过过范围查找的话，他会锁定整个范围内所有的索引键值，即使这个键值并不存在。
      间隙锁有一个比较致命的弱点，就是当锁定一个范围键值之后，即使某些不存在的键值也会被无辜的锁定，而造成在锁定的时候无法插入锁定键值范围内的任何数据。在某些场景下这可能会对性能造成很大的危害

  • 如何锁定一行？
    mysql----锁机制

  • 案例结论

    • Innodb存储引擎由于实现了行级锁定，虽然在锁定机制的实现方面所带来的性能损耗可能比表级锁定会要更高一些，但是在整体并发处理能力方面要远远优于MyISAM的表级锁定的。当系统并发量较高的时候，Innodb的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势了。
    • 但是，Innodb的行级锁定同样也有其脆弱的一面，当我们使用不当的时候，可能会让Innodb的整体性能表现不仅不能比MyISAM高，甚至可能会更差。

  • 行锁分析

    • show status like ‘innodb_row_lock%’;
      mysql----锁机制
    • 对各个状态量的说明如下：
      Innodb_row_lock_current_waits：当前正在等待锁定的数量；
      Innodb_row_lock_time：从系统启动到现在锁定总时间长度；
      Innodb_row_lock_time_avg：每次等待所花平均时间；
      Innodb_row_lock_time_max：从系统启动到现在等待最常的一次所花的时间；
      Innodb_row_lock_waits：系统启动后到现在总共等待的次数；

  • 行锁优化建议：
    （1）尽可能让所有数据检索都通过索引来完成，避免无索引行锁升级为表锁。
    （2）尽可能较少检索条件，避免间隙锁
    （3）尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度
    （4）锁住某行后，尽量不要去调别的行或表，赶紧处理被锁住的行然后释放掉锁。
    （5）涉及相同表的事务，对于调用表的顺序尽量保持一致。
    （6）在业务环境允许的情况下,尽可能低级别事务隔离

相关推荐