Mysql研磨之InnoDB行锁模式

时间:2024-01-09 20:29:56

事务并发带来的一些问题

(1)更新丢失(LostUpdate):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

(2)脏读(Dirty Reads):一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并且提交前,这条记录的数据就处于不一致状态;这时,另一个事务也来读取这一条记录,如果不加控制,第二个事务读取了这些脏数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系,这种形象的叫做脏读

(3)不可重复读(Non-Respeatable Reads):一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次独缺以前读过的数据,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

(4)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、InnoDB的行锁模式和加锁方法

表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度低

行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高

页面锁:开销和枷锁时间界于表锁和行锁之间;会出现死锁;锁粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般

InnoDB支持表锁和行锁,默认情况下是采用行级锁

InnoDB实现了两种类型的行锁

  1、共享锁(S):允许一个事物去读一行,阻止其他事物获得相同数据集的排他锁

  2、排他锁(X):允许获得排他锁的事物更新数据,阻止其他事物取得相同数据集的共享读锁和排他写锁

换一种说法

  共享锁【S锁】
    又称读锁,若事务T对数据对象A加上S锁,则事务T可以读A但不能修改A,其他事务只能再对A加S锁,而不能加X锁,直到T释放A上的S锁。这保证了其他事务可以读A,但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。

  排他锁【X锁】
    又称写锁。若事务T对数据对象A加上X锁,事务T可以读A也可以修改A,其他事务不能再对A加任何锁,直到T释放A上的锁。这保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A

  为了允许行锁和表锁共存,实现多粒度锁机制,InnoDB还有两种内部使用的意向锁(Intention Locks),这两种意向锁都是表锁。

  意向共享锁(IS):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

  意向排他锁(IX):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

如果一个事物请求的锁模式和当前锁兼容,则InnoDB就将请求的锁授予该事物,反之如果两者不兼容,该事物就要等待锁释放。

  意向锁是InnoDB自动加的,不需用户干预。对update、delete、insert语句,innoDB会自动给涉及数据集加排他锁;对于普通的select语句,InnoDB不会加任何锁;但是事物可以通过以下语句显示给记录集加共享锁和排他锁 

  显示共享锁 

select * from brand where brand_code = '00AG' LOCK IN SHARE MODE

   显示排他锁

select * from brand where brand_code = '00AG' FOR UPDATE

二、InnoDB行锁实现方式

  Innodb行锁是通过给索引上的索引项加锁实现的,如果没有索引,InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁

  InnoDB行锁分为三种方式:

  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,对记录及前面的间隙加锁

InnoDB行锁实现特点意味着: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,实际效果根表锁一样

  1、在不通过索引条件查询时,InnoDB会锁定表中所有记录

  2、由于Mysql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,是会出现锁冲突的

  3、当表有多个索引的时候,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

  4、有时候虽然在条件中使用了索引字段,但是是否使用索引来检查数据是由Mysq通过判断不同的执行计划来决定的,如果Mysql认为全表扫描效率更高,比如对一些很小的表,它就不会使用索引。这个时候Mysql将会使用表锁,不会使用行锁。所以在分析锁冲突的时候不要遗漏了用EXPLAIN观察Mysql执行计划,是否走了索引

  

三、Next-key锁

  当我们用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求共享锁或排他锁时候,InnoDB会给符合条件的已有数据的索引项加锁;对于键值在条件范围内但是并不存在的记录,叫做间隙(GAP),InnoDB也会对间隙加锁,这种机制就是Next-Key。除了对范围条件加锁时候加锁使用Next-key锁,对不存在的记录加锁,也会使用Next-key锁

select * from brand where id>100 FOR UPDATE

  InnoDB对间隙加锁的目的,是为了防止幻读。比如说针对于上面的SQL,如果这个时候别的事务插入了大于100的任何记录,那么本次事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读。

  InnoDB这种机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待。

 四、InnoDB表锁

  在InnoDB表,绝大多数情况都应该使用行级锁,因为事务和行锁往往是我们选择InnoDB表的理由。但是在某些情况下也需要使用表级锁

  1、事务需要更新大部分或全部数据,表又比较大,如果使用默认的行锁,不仅这个事务执行效率低,而且可能造成其他事务长时间锁等待和锁冲突,这种情况下考虑使用表锁来提高该事务的执行速度

  2、事务设计多个表,比较复杂,很可能引起死锁,造成大量事务回滚。这种情况可以考虑一次性锁定事务设计的表,从而避免死锁,减少数据库因事务回滚带来的开销

  

死锁:

  1、在应用中,如果不同的程序会并发存取多个表,应尽量约定以相同的顺序来访问表,这样可以大大降低产生死锁的机会

  2、在程序以批量方式处理数据的时候,如果事先对数据排序,保证对每个线程按固定的顺序来处理记录,也可以大大降低出现死锁的问题

  3、在事务中,如果要更新记录,应该直接申请足够级别的锁,即排他锁,而不应先申请共享锁,更新时在申请排他锁,因为当用于申请排他锁时,其他事务可能又已经获得了相同记录的共享锁,从而造成锁冲突,甚至死锁

  4、