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MYSQL锁总结(自用)

2024-11-07 来源:个人技术集锦

锁概述

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(避免争抢)。

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。

锁分类

从对数据操作的粒度分 :
1) 表锁:操作时,会锁定整个表。
2) 行锁:操作时,会锁定当前操作行。
3)页面锁: 各方面介于行锁与表锁之间

从对数据操作的类型分:
1) 读锁(共享锁):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
2) 写锁(排它锁):当前操作没有完成之前,它会阻断其他写锁和读锁。

MYSQL锁

相对其他数据库而言,MySQL的锁机制比较简单,其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。下表中罗列出了各存储引擎对锁的支持情况:

仅从锁的角度来说:
表级锁更适合于以查询为主,只有少量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量不同数据,同时又有并查询的应用,如一些在线事务处理(OLTP)系统。

MyISAM 表锁

MyISAM 存储引擎只支持表锁,这也是MYSQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。

显示加表锁语法

MyISAM 在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT 等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此,用户一般不需要直接用 LOCK TABLE 命令给 MyISAM 表显式加锁。

显式加表锁语法:

加读锁 : lock table table_name read;
加写锁 : lock table table_name write
表加读锁案例

准备环境,创建两个表并插入数据。

create database mysql_test default charset=utf8mb4;

use mysql_test;

CREATE TABLE `tb_book` (
`id` INT(11) auto_increment,
`name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL,
`publish_time` DATE DEFAULT NULL,
`status` CHAR(1) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=myisam DEFAULT CHARSET=utf8 ;

INSERT INTO tb_book (id, name, publish_time, status) VALUES(NULL,'java编程思
想','2088-08-01','1');
INSERT INTO tb_book (id, name, publish_time, status) VALUES(NULL,'solr编程思
想','2088-08-08','0');

CREATE TABLE `tb_user` (
`id` INT(11) auto_increment,
`name` VARCHAR(50) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=myisam DEFAULT CHARSET=utf8 ;

INSERT INTO tb_user (id, name) VALUES(NULL,'令狐冲');
INSERT INTO tb_user (id, name) VALUES(NULL,'田伯光');

开启两个客户端

客户端一:

1)获得tb_book 表的读锁

lock  table tb_book read;

2) 执行查询操作

select * from tb_book;

客户端二 :

3) 执行查询操作

select  * from tb_book;

客户端一 :

4)查询未锁定的表

select name from tb_user;

查询失败。

客户端二 :

5)查询未锁定的表

select name from tb_user;

客户端一 :

6) 执行插入操作

insert into tb_book values(null,'Mysql高级','2088-01-01','1');

客户端二 :

7) 执行插入操作

insert into tb_book values(null,'Mysql高级','2088-01-01','1');


总结:

客户端1将A表开启读锁后,只能读取A的数据,此刻其他客户端可以读取A表数据或其他表数据。

任何客户端都不能对A表数据进行更改,因为此刻A表开启了读锁。

客户端1关闭A表读锁后,可以查询其他表数据,并且任何客户端都可以往A表插入数据。

表写锁案例

客户端一 :

1)获得tb_book 表的写锁

lock table tb_book write ;

2)执行查询操作

select * from tb_book ;


查询操作执行成功。

3)执行更新操作

update tb_book set name = 'java编程思想(第二版)' where id = 1;


更新操作执行成功。

客户端二 :

4)执行查询操作

select * from tb_book ;


当在客户端一中释放锁指令 unlock tables 后 , 客户端二中的 select 语句 , 立即执行 。

总结:
写锁十分霸道,当客户端一对A表执行写锁,其他客户端都不能对A表进行操作,直到客户端一释放锁。

结论

锁模式的相互兼容性如表中所示:

1) 对MyISAM 表的读操作,不会阻塞其他用户对同一表的读请求,但会阻塞对同一表的写请求;
2) 对MyISAM 表的写操作,则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作;

简而言之,就是读锁会阻塞写,但是不会阻塞读。而写锁,则既会阻塞读,又会阻塞写。

此外,MyISAM 的读写锁调度是写优先,这也是MyISAM不适合做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,大量的更新会使查询很难得到锁,从而造成永远阻塞。

查看锁的争用情况
show open tables


In_user : 表当前被查询使用的次数。如果该数为零,则表是打开的,但是当前没有被使用。

Name_locked:表名称是否被锁定。名称锁定用于取消表或对表进行重命名等操作。

show status like  'Table_locks%';


Table_locks_immediate : 指的是能够立即获得表级锁的次数,每立即获取锁,值加1。

Table_locks_waited : 指的是不能立即获取表级锁而需要等待的次数,每等待一次,该值加1,此值高说明存在着较为严重的表级锁争用情况。

InnoDB 行锁

行锁介绍

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;二是采用了行级锁。

InnoDB 的行锁模式

InnoDB 实现了以下两种类型的行锁。

  • 共享锁(S):又称为读锁,简称S锁,共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁,都能访问到数据,但是只能读不能修改。
  • 排他锁(X):又称为写锁,简称X锁,排他锁就是不能与其他锁并存,如一个事务获取了一个数据行的排他锁,其他事务就不能再获取该行的其他锁,包括共享锁和排他锁,但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

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;

可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁 。

共享锁(S):SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
排他锁(X)SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE
行锁基本演示

环境准备,创建一个表,并插入数据,创建索引。

create table test_innodb_lock(
id int(11),
name varchar(16),
sex varchar(1)
)engine = innodb default charset=utf8;
insert into test_innodb_lock values(1,'100','1');
insert into test_innodb_lock values(3,'3','1');
insert into test_innodb_lock values(4,'400','0');
insert into test_innodb_lock values(5,'500','1');
insert into test_innodb_lock values(6,'600','0');
insert into test_innodb_lock values(7,'700','0');
insert into test_innodb_lock values(8,'800','1');
insert into test_innodb_lock values(9,'900','1');
insert into test_innodb_lock values(1,'200','0');

create index idx_test_innodb_lock_id on test_innodb_lock(id);
create index idx_test_innodb_lock_name on test_innodb_lock(name);


无索引行锁升级为表锁

如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中的所有记录加锁,实际效果跟表锁一样。

查看当前表的索引 : show index from test_innodb_lock ;

由于 执行更新时 , name字段本来为varchar类型, 我们是作为数组类型使用,存在类型转换,索引失效,最终行锁变为表锁 ;

间隙锁危害

当我们用范围条件,而不是使用相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据进行加锁; 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(Next-Key锁) 。

示例 :

虽然表中并没有id为2的数据,可是客户端一执行范围更新,导致间隙锁的生成,锁住了id小于4的数据,导致客户端二无法插入id为2的数据。

InnoDB 行锁争用情况
show status like  'innodb_row_lock%';



当等待的次数很高,而且每次等待的时长也不小的时候,我们就需要分析系统中为什么会有如此多的等待,然后根据分析结果着手制定优化计划。

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由于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。

死锁

死锁产生原因

所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的InnoDB。

死锁的关键在于:两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。

那么对应的解决死锁问题的关键就是:让不同的session加锁有次序。

死锁示例

假如,A准备给B转钱,而B在同时也在给A转钱。
在数据库方面,就同时生成有两个事务,第一个,是A操作带来的,他锁定自己的行信息,修改余额,然后准备去锁定B的行信息;第二个,是B带来的,B先锁定自己的行信息,修改余额,然后准备去锁定A的行信息。由于两个事物同时进行,导致相互等待资源,造成死锁。

解决方法

解决思想针对破坏死锁的四个条件:

当以上四个条件均满足,才会造成死锁,

由于互斥条件是非共享资源所必须的,不仅不能改变,还应加以保证,所以,主要是破坏产生死锁的其他三个条件。

以下是针对上述示例的解决方法:


设置锁优先级:提前设置优先级,如果运行A和B出现死锁,优先级低的回滚,优先级高的先执行,这样即可解决死锁问题。


以固定顺序访问:设定一个顺序,比如先A后B,或者先B后A,保证不管在什么时候都尊重这个顺序(通常是按ID大小的顺序),这样就会减少死锁发生的概率了。


设置锁超时时间set
lock_timeout:尝试获取锁的时候加一个锁超时时间,超过这个时间放弃对该锁请求。比如设置A的超时时间为10毫秒,B为100毫秒,A试了10毫秒以后获取不到资源,然后会自动断开,A断开了,这时B就可以获取资源了,避免了死锁。(但是这个方法不太好的地方在于,还需要对A再提交一次,而且timeout时间需要综合很多其他因素去设置)


对所使用的数据全部加锁:每一个事务一次就将所有要使用到的数据全部加锁,否则就不允许执行,比如A在给B转钱的时候,会使用到A账户转账前,A相互转账后,B账户转账前,B账户转账后,所以就算是A给B转账,也要把A.B账户所有信息都一起加锁

参考链接:
https://www.zhihu.com/question/268632336/answer/341099710
https://www.bilibili.com/video/BV1UQ4y1P7Xr
https://www.cnblogs.com/yichengming/p/11450413.html

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