Mysql 事务和锁

远方黎明
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1.1 锁的特点

根据锁的特性可分为 表级锁（table-level locking）、行级锁（row-level locking）、页面锁（page-level locking）

从存储引擎角度来说：

  • InnoDB 既支持行级锁，也支持表级锁，默认情况下使用行级锁
  • MyISAM和MEMORY采用的是表级锁
  • BDB采用的是页面锁

其中：

  • 表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定力度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低
  • 行级锁：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定力度小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高
  • 页面锁：开销和加锁时间介于表锁和行锁之间；局出现死锁；锁定力度介于表锁和行锁之间，并发度一般

1.2 MyISAM的锁问题

1.2.1 MyISAM的表锁

MySQL的表锁有两种：表共享读锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）。

读锁不会阻塞其他用户对同一个表的读请求，但是会阻塞对同一个表的写请求，写锁会阻塞其他用户对同一个表的读和写。

MyISAM 在执行查询语句前(SELECT)，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行更新操作前(UPDATE、DELETE、INSERT)，会自动给涉及的表加写锁。

手动加表锁以及释放表锁语句：

lock table table_name_1 read local,table_name_2 read local;
select ...
unlock tables;

注意：当查询语句中有别名时，需要对表名和别名同时进行锁定

1.2.2 MyISAM的锁调度

当一个进程请求某个MyISAM表的读锁，同时另一个进程也请求同一个表的写锁，这个时候写进程先获得锁，不仅如此，即使读请求先到锁等待队列，写请求后到，写锁也会插到读请求之前，这是因为MySQL认为写请求一般比读请求要重要，这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原因。因为大量的更新操作可能会造成查询操作很难获得读锁，从而可能永远阻塞。

可以有一些设置来调节MyISAM的调度行为.

1.3 InnoDB 锁问题

InnoDB和MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务，二是采用了行级锁。

1.3.1 事务的背景知识

  1. 事务及其ACID属性

    事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元，事务具有以下4个属性，通常简称为事务的ACID属性。

    • 原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全部不执行。
    • 一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保证一致状态，这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改，以保证数据的完整性；事务结束时，所有的内部数据结构也都必须是正确的。
    • 隔离性（Isolation）：数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的“独立”环境执行，这意味着事务处理过程中的中间状态对外部是不可见的，反之亦然。
    • 持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久的，即使出现系统故障也能够保持。

  2. 并发事务处理带来的问题

    相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，从而可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一些问题，主要包括以下几种情况。

    • 更新丢失（Lost Update）: 多个事务操作同一行时，最后的更新覆盖了其他事务的更新。
    • 脏读（Dirty Read）：一个事务读到了其他事务没有提交的数据。
    • 不可重复读（Non-Repeatable Reads）: 一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现其独处的数据已经发生了改变或某些记录已经别删除。
    • 幻读（Phantom Reads）: 一个事务按相同的查询条件重新读取读取以前查询过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据。

    其中“脏读”，“不可重复读” 和 “幻读”，其实都是数据库的读一致性问题，必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式，基本上可分为以下两种。

    • 一种是在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。
    • 另一种是不用加任何锁，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot）,并用这个快照来提供一定级别（语句级或事务级）的一致性读取，从用户的角度来看，好像是数据库可以提供同一数据的多个版本，因此，这种技术叫做数据多版本并发控制 （MultiVersion Concurrency Control,简称MVCC）,也经常成为多版本数据库。

    4 种隔离级别比较：

    隔离级别以及可能的情况读数据一致性脏读不可重复读幻读
    读未提交最低级别，只能保证不读取物理上损坏的数据是是是
    读已提交语句级否是是
    可重复读事务级否否是
    序列化最高级别，事无级否否否

    InnoDB 和 XtraDB引擎通过多版本并发控制 解决了幻读的问题。

    可重复读是 Mysql 的默认事务隔离级别

1.3.2 行锁

InnoDB实现了以下两种类型的行锁。

  • 共享锁（读锁）：多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能写。

    select *from table_name where ... lock in share mode.

  • 排他锁（写锁）：如果一个事务获得了一个数据航的排他锁，其他事务不能读也不能写。

    select *from table_name where ... for update.

1.3.2.1 InnoDB 行锁的实现方式

InnoDB 行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，如果没有索引，InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。InnoDB 行锁分为三种情况。
  • Record lock: 对索引项加锁
  • Gap lock : 对索引项之间的 “间隙”、第一条记录前的 “间隙”或最后一条记录后的 “间隙”加锁
  • Next-key lock: 前两种的组合、对记录及其前面的间隙加锁

InnoDB这种行锁实现特点意味着：

  1. 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，实际效果和表锁一样！
  2. 由于mysql的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁，所以虽然是访问不同行的记录，但是如果是使用相同的索引键，时会出现锁冲突的。
  3. 当表有多个索引时，不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行，不论是使用主键索引、唯一索引或普通索引，InnoDB都会使用行锁来对数据加锁

注意：InnoDB除了通过范围条件加锁时使用 Next-Key锁外，如果使用相等条件请求一个不存在的记录加锁，InnoDB也会使用Next-Key锁！

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