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理解Mysql锁与事务隔离级别

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锁定义

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。

在数据库中,除了传统的计算资源(CPU、RAM、I/O等)的争用以外,数据也是一种供需要用户共享的资源。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。

锁分类

  • 从性能上分为乐观锁和悲观锁

  • 从对数据库操作的类型分为读锁和写锁

    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引用。

    写锁(排他锁):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分,分为表锁和行锁

表锁

每次操作锁住整张表。开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲 突的概率最高,并发度最低;

基本操作
CREATE TABLE `mylock` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `NAME` varchar(20) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8;

 ‐‐插入数据
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('1', 'a');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('2', 'b');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('3', 'c');
INSERT INTO`test`.`mylock` (`id`, `NAME`) VALUES ('4', 'd');
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  • 手动增加表锁 lock table 表名称 read(write),表名称2 read(write);
  • 查看表上加过的锁 show open tables;
  • 删除表锁 unlock tables;
加读锁

当前session和其他session都可以读该表 ;

当前session中插入或者更新锁定的表都会报错,其他session插入或更新则会等待。

加写锁

当前session对该表的增删改查都没有问题,其他session对该表的所有操作被阻塞。

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。

1、对MyISAM表的读操作(加读锁) ,不会阻寒其他进程对同一表的读请求,但会阻 赛对同一表的写请求。只有当读锁释放后,才会执行其它进程的写操作。

2、对MylSAM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

总结: 简而言之,就是读锁会阻塞写,但是不会阻塞读。而写锁则会把读和写都阻塞。

行锁

每次操作锁住一行数据。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,并发度最高。

InnoDB与MYISAM的最大不同有两点:

  1. 支持事务(TRANSACTION)

  2. 支持行级锁

行锁支持事务
事务(Transaction)及其ACID属性

事务是又一组SQL语句组成的逻辑单元,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,要么全都不执行。

一致性(Consistent):在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改,以保持数据的完整性;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(Lsolation):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性的,即使出现系统故障也能够保持。

并发事务处理带来的问题

更新丢失(Lost Update

当两个或多个事务选择同一行,然后基于最初选定的值更新该行时,由于每 个事务都不知道其他事务的存在,就会发生丢失更新问题–最后的更新覆盖了由其 他事务所做的更新。

脏读(Dirty Reads)

一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交前,这条记录的数 据就处于不一致的状态;这时,另一个事务也来读取同一条记录,如果不加控制,第二个事务读取了这些“脏”数据,并据此作进一步的处理,就会产生未提 交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫做“脏读”。 一句话:事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据,还在这个数据基础上做了操作。此时,如果B事务回滚,A读取的数据无效,不符合一致性要求。

不可重读(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 其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了!这种现象就叫做“不 可重复读”。 一句话:事务A读取到了事务B已经提交的修改数据,不符合隔离性

幻读(Phantom Reads)

一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插 入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为“幻读”。 一句话:事务A读取到了事务B提交的新增数据,不符合隔离性

事务隔离级别

脏读”、“不可重复读”和“幻读”,其实都是数据库读一致性问题,必须由数 据库提供一定的事务隔离机制来解决。

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数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使事务在一定程度上“串行化”进行,这显然与“并发”是矛盾的。 同时,不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的,比如许多应用 对“不可重复读"和“幻读”并不敏感,可能更关心数据并发访问的能力。

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

设置事务隔离级别:set tx_isolation='REPEATABLE-READ';

MVCC

MVCC(多版本并发控制)在MySQL InnoDB中的实现主要是为了提高数据库并发性能,用更好的方式去处理读-写冲突,做到即使有读写冲突时,也能做到不加锁,非阻塞并发读。通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。

SELECT

Innodb检查每行数据,确保他们符合两个标准: 1、InnoDB只查找版本早于当前事务版本的数据行(也就是数据行的版本必须小于等于事务的版本),这确保当前事务读取的行都是事务之前已经存在的,或者是由当前事务创建或修改的行; 2、行的删除操作的版本一定是未定义的或者大于当前事务的版本号,确定了当前事务开始之前,行没有被删除。

符合了以上两点则返回查询结果。

INSERT InnoDB为每个新增行记录当前系统版本号作为创建ID。 DELETE InnoDB为每个删除行的记录当前系统版本号作为行的删除ID。 UPDATE InnoDB复制了一行。这个新行的版本号使用了系统版本号。它也把系统版本号作为了删除行的版本。

注意:begin/start transaction 命令并不是一个事务的起点,在执行到它们之后 的第一个操作InnoDB 表的语句,事务才真正启动,才会向mysql申请事务id,mysql内部是严格按照事务的启动顺序来分配事务id的

行锁分析工具

通过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的争夺情况。

show status like'innodb_row_lock%';
#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长的一次所花时间
#Innodb_row_lock_waits:系统启动后到现在总共等待的次数
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优化建议
  • 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
  • 合理设计索引,尽量缩小锁的范围
  • 尽可能减少检索条件范围,避免间隙锁
  • 尽量控制事务大小,减少锁定资源量和时间长度,涉及事务加锁的sql 尽量放在事务最后执行
  • 尽可能低级别事务隔离(根据实际业务考虑)
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