博客 【MySQL系列】- MYSQL锁机制

【MySQL系列】- MYSQL锁机制

   数栈君   发表于 2023-09-20 10:09  406  0

数据库锁定机制简单来说,就是数据库为了保证数据的一致性,而使各种共享资源在被并发访问变得有序所设计的一种规则。
MySQL 数据库由于其自身架构的特点,存在多种数据存储引擎,每种存储引擎的锁定机制都是为各自所面对的特定场景而优化设计,所以各存储引擎的锁定机制也有较大区别。

一、表级锁

表级锁,每次操作锁住整张表。锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。应用在MyISAM、InnDB、BDB等存储引擎中,对于表级锁一般分 1).表锁 2). 元数据锁 3). 意向锁。

表加读锁
lock tables 表名.. read; -- 是指可以对多张表加锁

表独占锁
lock tables 表名... write; -- 可以对多张表加独占锁

释放锁
unlock tables; -- 释放锁,客户端短裤连接

二、行级锁

行级锁,每次操作锁住对应的行数据。锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度最高。应用在InnoDB存储引擎中。InnoDB的数据是基于索引组织的,行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的,而不是对记录的加锁。

对于行级锁,主要分为以下三类:

1.行锁(Record Lock):锁定单个行记录的锁,防止其他事务对此行进行update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持

2.间隙锁(Gap Lock):锁定索引记录间隙(不含该记录),确保索引记录间隙不变,防止其他事务在这个间隙进行insert,产生幻读。在RR隔离级别下都支持。

3.临键锁(Next-Key Lock)行锁和间隙锁组合,同时锁住数据,并锁住数据前面的间隙Gap。在RR隔离级别下支持。

InnoDB实现了以下两种类型的行锁:

1.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它锁。

2.排他锁(X):允许获取排他锁的事务更新数据,阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。

http://dtstack-static.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/2021bbs/files_user1/article/780ef6c2372c088e51071acdd6db3a02..png

间隙锁(Gap Locks)
间隙锁是封锁索引记录中的间隔,或者第一条索引记录之前的范围,又或者最后一条索引记录之后的范围。

产生间隙锁的条件(RR事务隔离级别下;)


1). 使用普通索引锁定;2). 使用多列唯一索引;3). 使用唯一索引锁定多行记录。对于使用唯一索引来搜索并给某一行记录加锁的语句。只会产生记录锁,不会产生间隙锁。

打开间隙锁设置

查看是否启用间隙锁

show variables like 'innodb_locks_unsafe_for_binlog';

innodb_locks_unsafe_for_binlog默认值为OFF,既启用间隙锁。因为此参数是只读模式,如果想要禁用间隙锁,需要修改my.cnf 重启才能生效。

[mysqld]
innodb_locks_unsafe_for_binlog = 1

结论

1.对于指定查询某一条记录的加锁语句,如果该记录不存在,会产生记录锁和间隙锁,如果记录存在,则会产生记录锁,如:WHERE Id=1 FOR UPDATE;

2.对于查找某一范围的查询语句,会产生间隙,如:WHERE ID BETWEEN 5 AND 7 FOR UPDATE;

3.在普通索引列上,不管是何种查询,只是加锁,都会产生间隙锁。

临键锁(Next-key Locks)
临键锁,是记录锁与间隙锁的组合,它的封锁范围,既包含索引记录,又包含索引区间。

临键锁的主要目的,也是为了避免幻读(Phantom Read)。如果把事务的隔离级别降级为RC,临键锁则也会失效。

三、页级锁

锁就是在 页的粒度 上进行锁定,锁定的数据资源比行锁要多,因为一个页中可以有多个行记录。当我 们使用页锁的时候,会出现数据浪费的现象,但这样的浪费最多也就是一个页上的数据行。页锁的开销 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。


四、共享锁(S锁)

共享锁(Shared Lock),又称S锁、读锁。针对行锁。当有事务对数据加读锁后,其他事务只能对锁定的数据加读锁,不能加写锁(排他锁),所以其他事务只能读,不能写。

加锁方式:

select * from Table where id=2 lock in share mode;

释放方式:

commit 或 rollback;

五、排他锁(X锁)

X锁,英文为Exclusive Lock既为排他锁。也可以称为Write Lock;X锁是具有排他性。既一个写锁会阻止其他的X锁和S锁。当一个事务需要修改一条记录时,需要先获取该记录的X锁。

X锁加锁格式:

select ... for update;

六、死锁

由于Mysql有多种类型,在实际开发中可能产生死锁。

6.1 死锁的产生的原因

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因资源的争夺造成的一种相互等待的现象。若无外来的作用,他们都将无法推进下去,此时的系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

死锁的关键在于:两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。

对应的解决死锁问题的关键就是:让不同的Session加锁有次序。

6.2 如何避免死锁

    ●以固定的顺序访问表和行。比如两个更新数据的事务,事务A更新数据的顺序为1,2;事务B更新数据顺序为:2,1;这样可能会造成死锁

    ●大事务拆小事务。大事务更倾向于死锁,如果业务运行,将大事务拆小。

    ●在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需所有资源,减少死锁概率。

    ●降低隔离级别。如果业务允许,将隔离级别调低也是比较好的选择,比如将隔离级别从RR调整为RC,可以避免很多原因gap锁造成的死锁。

    ●为表添加合理的索引。可以看到如果不走索引将会为表的每一行记录添加上锁,死锁的概率大大增加。

七、总结

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带来了性能损耗可能比表锁会更高一些,但是在整体并发处理能力方面要远远优于MyISAM的表锁的。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
但是,InnoDB的行级锁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

1.尽可能让所有数据检索都能通过索引来完成,避免无索引行锁升级为表锁

2.合理设计索引,尽量缩小锁的范围

3.尽可能减少索引条件及索引范围,避免间隙锁

4.尽量控制事务大小,减少锁定资源量和时间长度

5.尽可使用低级别事务隔离(需要业务层面满足需求)




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