MySQL之锁总结

不念不忘少年蓝@ 2022-05-17 13:10 273阅读 0赞

![11.jpg][]  
不少人在开发的时候，应该很少会注意到这些锁的问题，也很少会给程序加锁(除了库存这些对数量准确性要求极高的情况下)

一般也就听过常说的乐观锁和悲观锁，了解过基本的含义之后就没了~~~

即使我们不会这些锁知识，我们的程序在一般情况下还是可以跑得好好的。因为这些锁数据库隐式帮我们加了。

*  **对于UPDATE，DELETE，INSERT语句，InnoDB会自动给涉及到的数据集加排它锁。**
 *  **MyISAM在执行SELECT之前，会自动给涉及到的所有表加读锁，在执行更新操作（UPDATE，DELETE，INSERT）前，会自动给涉及到的表加写锁，这个过程不需要用户干预。**

只有某些特定的情况才需要我们手动加锁，那么我们学习锁的目的是什么呢？当然是为了装逼，人生不装逼，那还有什么意义。

--------------------

## 一、锁简单介绍 ##

从锁的粒度，可以分为两大类：

*  **表锁**：开销小，加锁快，不会出现死锁，锁定力度大，发生锁冲突的概率高，并发度低。
 *  **行锁**：开销大，加锁慢，会出现死锁，锁定力度小，发生锁冲突的概率低，并发读高。

不同的存储引擎支持的锁力度是不一样的。

*  **InnoDB支持表锁和行锁。**
 *  **MyISAM只支持表锁。**

InnoDB只有通过索引条件检索数据才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁。也就是说，**InnoDB的行锁是基于索引的。**

表锁下又分为两种模式：

*  **表读锁（Table Read Lock）**
 *  **表写锁（Table Write Lock）**

从下图可以清晰看到，在表读锁和表写锁的环境下：读读不阻塞，读写阻塞，写写阻塞！  
**读读不阻塞**：当前用户在读数据，其他的用户也在读数据，不会加锁。  
**读写阻塞**：当前用户在读数据，其他的用户不能修改当前用户读的数据，会加锁！  
**写写阻塞**：当前用户在修改数据，其他的用户不能修改当前用户正在修改的数据，会加锁！  
![12.jpg][]

从上面已经看到了：**读锁和写锁是互斥的，读写操作是串行。**

*  **如果某个进程想要获取读锁，同时另外一个进程想要获取写锁。在mysql里边，写锁是优先于读锁的！**
 *  **写锁和读锁优先级的问题可以通过参数调节：max\_write\_lock\_count和low-priority-updates**

值得注意的是：

*  **MyISAM可以支持查询和插入操作的并发进行。可以通过系统变量concurrent\_insert来指定哪种模式，在MyISAM中它默认是：如果MyISAM表中没有空洞（即表的中间没有被删除的行），MyISAM允许在一个进程读表的同时，另一个进程从表尾插入记录。**
 *  **但是InnoDB存储引擎是不支持的！**

--------------------

## 二、MySQL的事务隔离级别 ##

在这之前，先了解一下MySQL的事务隔离级别以及并发带来的问题。

**事务的并发问题**

**1、脏读**：事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据

**2、不可重复读**：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。

**3、幻读**：系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。

**小结：不可重复读和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表**

**MySQL事务隔离级别**

![这里写图片描述][70]

**MySQL的默认隔离级别是可重复读，可以通过下面的命令查看**

select @@tx_isolation;

**隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大，鱼和熊掌不可兼得啊。对于多数应用程序，可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Committed，它能够避免脏读取，而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、幻读这些并发问题，在可能出现这类问题的个别场合，可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。**

可以通过下面的命令设置事务隔离级别

set session transaction isolation level xxxx;

--------------------

## 三、乐观锁和悲观锁 ##

无论是Read committed还是Repeatable read隔离级别，都是为了解决读写冲突的问题。

单纯在Repeatable read隔离级别下我们来考虑一个问题：  
![13.jpg][]

此时，用户李四的操作就丢失掉了

**丢失更新：一个事务的更新覆盖了其它事务的更新结果。**

解决的方法：

*  **使用Serializable隔离级别，事务是串行执行的！**
 *  **乐观锁**
 *  **悲观锁**

**乐观锁**是一种思想，具体实现是，表中有一个版本字段，第一次读的时候，获取到这个字段。处理完业务逻辑开始更新的时候，需要再次查看该字段的值是否和第一次的一样。如果一样更新，反之拒绝。之所以叫乐观，因为这个模式没有从数据库加锁，等到更新的时候再判断是否可以更新。

**悲观锁**是数据库层面加锁，都会阻塞去等待锁。

**1.悲观锁**

所以，按照上面的例子。我们使用悲观锁的话其实很简单(手动加行锁就行了)：

select * from xxxx for update

在select 语句后边加了 for update相当于加了排它锁(写锁)，加了写锁以后，其他的事务就不能对它修改了！需要等待当前事务修改完之后才可以修改。也就是说，如果张三使用select … for update，李四就无法对该条记录修改了。

**2.乐观锁**

乐观锁不是数据库层面上的锁，不需要自己手动去加的锁。一般我们添加一个版本字段来实现：

具体过程是这样的：

张三select \* from table —>会查询出记录出来，同时会有一个version字段  
![这里写图片描述][70 1]

李四select \* from table —>会查询出记录出来，同时会有一个version字段  
![这里写图片描述][70 2]

李四对这条记录做修改

update A set age=30,version=version+1 where name=#{name} and version=#{version}

判断之前查询到的version与现在的数据的version进行比较，同时会更新version字段。

![这里写图片描述][70 3]

张三也对这条记录修改：update A set name=female,version=version+1 where name=\#\{name\} and version=\#\{version\}，但失败了！因为当前数据库中的版本跟查询出来的版本不一致！  
![14.jpg][]

--------------------

## 四、间隙锁GPA ##

当我们用范围条件检索数据而不是相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合范围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。

值得注意的是：**间隙锁只会在Repeatable read隔离级别下使用**

例子：假如emp表中只有101条记录，其empid的值分别是1,2,…,100,101

Select * from emp where empid > 100 for update;

上面是一个范围查询，InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁，也会对empid大于101（这些记录并不存在）的“间隙”加锁。

InnoDB使用间隙锁的目的：

*  **为了防止幻读:在一个事务未提交前，其他并发事务不能插入满足其锁定条件的任何记录，也就是不允许出现幻读。**

--------------------

## 五、死锁 ##

并发的问题就少不了死锁，在MySQL中同样会存在死锁的问题。

但一般来说MySQL通过回滚帮我们解决了不少死锁的问题了，但死锁是无法完全避免的，可以通过以下的经验参考，来尽可能少遇到死锁：

（1）以固定的顺序访问表和行。比如对两个job批量更新的情形，简单方法是对id列表先排序，后执行，这样就避免了交叉等待锁的情形；将两个事务的sql顺序调整为一致，也能避免死锁。

（2）大事务拆小。大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小。

（3）在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率。

（4）降低隔离级别。如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁。

（5）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，死锁的概率大大增大。

--------------------

## 六、总结 ##

上面说了一大堆关于MySQL数据库锁的东西，现在来简单总结一下。

表锁其实我们程序员是很少关心它的：

*  **在MyISAM存储引擎中，当执行SQL语句的时候是自动加表锁的。**
 *  **在InnoDB存储引擎中，如果没有使用索引，表锁也是自动加的。**

现在我们大多数使用MySQL都是使用InnoDB，InnoDB支持行锁：

*  **共享锁–读锁–S锁**
 *  **排它锁–写锁–X锁**

在默认的情况下，select是不加任何行锁的~事务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。

InnoDB基于行锁还实现了MVCC多版本并发控制，MVCC在隔离级别下的Read committed和Repeatable read下工作。MVCC能够实现读写不阻塞！

InnoDB实现的Repeatable read隔离级别配合GAP间隙锁已经避免了幻读！

*  **乐观锁其实是一种思想，正如其名：认为不会锁定的情况下去更新数据，如果发现不对劲，才不更新(回滚)。在数据库中往往添加一个version字段来实现。**
 *  **悲观锁用的就是数据库的行锁，认为数据库会发生并发冲突，直接上来就把数据锁住，其他事务不能修改，直至提交了当前事务**

[11.jpg]: /images/20220517/79d1d42511574d9eba3ddddae9e5ffcb.png
[12.jpg]: /images/20220517/64ad19f0ba6b46a4908b17cd5d8b6cb0.png
[70]: /images/20220517/d2cbb162386d4083b9bd376aa9ac76d9.png
[13.jpg]: /images/20220517/e30ad3155d2b42aaa987542b03f6d61a.png
[70 1]: /images/20220517/09d486f2ae004e41a8938b5878132687.png
[70 2]: /images/20220517/5077711b3d1a4ebd8fd73f7cef0cf700.png
[70 3]: /images/20220517/6d15bb06a3374a5dac99a55766931847.png
[14.jpg]: /images/20220517/8e4be7536e5143ca8a49db9ba6d861bc.png