MySQL锁

本文详细介绍了MySQL的锁机制,包括全局锁、表级锁(表锁和MDL)和行锁,分析了它们的使用场景和潜在问题。强调了在事务中通过调整操作顺序减少锁冲突以提升并发度,并探讨了死锁的概念、检测及解决方案。此外,针对热点更新导致的性能问题,提出了关闭死锁检测和控制并发度的策略。

MySQL中的锁大致可以分为全局锁、表级锁、行锁

全局锁

加全局锁的命令:Flush tables with read lock
全局锁主要的使用场景就是全局备份。
例如下图如果不加全局锁的话,会存在如下问题:
购买课程的操作,如果数据库是先备份余额表然后此时用户购买,然后数据库再备份用户课程表的话,就会出现我没有花钱但是多了一门课程的情况。

在这里插入图片描述
也就是说,如果不加锁的话,备份系统备份的得到的库不是一个逻辑时间点,这个视图是逻辑不一致的。

官方自带的逻辑备份工具是mysqldump。当mysqldump使用参数–single-transaction的时候,导数据之前就会启动一个事务,来确保拿到一致性视图。而由于MVCC的支持,这个过程中数据是可以正常更新的。

表级锁

mysql中表级锁分两种:1.表锁 2.元数据锁(MDL)
表锁的语句lock tables … read/write。可以用unlock table 释放锁,也可以在客户端断开的时候自动释放。
假如某个线程A中执行了lock tables t1 read, t2 write; 的话,其他线程写t1、读写t2都会阻塞。而线程A则只能读t1和读写t2.

另外一种表级锁MDL,MDL不需要显式使用,在访问一个表的时候会被自动加上。
MySQL5.5版本引入MDL,当对一个表做增删改查操作的时候,加MDL读锁;当对表结构变更操作的时候,加MDL写锁。
读锁之间不互斥,因此你可以有多个线程同时对一张表进行增删改查。
读写锁、写锁之间是互斥的,用来保证变更表结构操作的安全性。因此,如果有两个线程要同时给一个表加字段,其中一个要等另一个执行完才能开始执行。
虽然MDL是自动加的,但却是一个你不能忽略的机制。比如下面这个例子:给一个小表加字段导致整个数据库挂了。
你肯定知道给一个小表加字段,或者修改字段或者加索引,需要扫描全表的数据。在对大表操作的时候,你一定要特别小心,以免出现线上问题。而实际上,小表操作不慎也会出现问题。
假设表t是一个小表,我们看到session A先启动这时候会对表t加一个MDL读锁。然后由于session B需要的也是读锁,所以能正常工作。但是session C会被阻塞,因为session C需要的是写锁。如果只有session C自己被阻塞还没什么关系,但是之后所有要在表t上新申请MDL读锁的请求也会被session C阻塞。前面我们说了,所有对表的增删改查操作都需要先申请MDL读锁,就都被锁住,等于这个表现在完全不可读写了。
在这里插入图片描述
如何安全的给小表加字段?
首先要解决的是长事务问题,事务不提交就会一直占用MDL锁。在MSYSQL的information_schema 库的 innodb_trx 表中,你可以查看到正在执行的事务。如果你要做DDL刚好有长事务操作,你可以先暂停DDL或者kill掉这个长事务。

行锁

mysql的行锁是在引擎层由各个引擎来实现的。并不是所有引擎都支持行锁的,比如MYISAM引擎就不支持行锁。不支持行锁就意味着每一个表此时只能有一个更新在执行,会严重影响业务发展。这也是为什么innodb取代myisam的原因。

两阶段锁
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在innodb事务中,行锁是在需要的时候被加上的,但并不是不需要的时候就立即释放,而是要等到事务结束的时候才释放,这就是两阶段提交协议。
**所以如果事务中如果需要锁多行,要把最可能造成锁冲突的,最可能影响并发度的操作往后放。**例如一个事务有以下几个操作:
1.从顾客A账户余额中扣除电影票价;
2.给影院B的账户余额增加这张电影票价;
3.记录一条交易日志。

那么如果多个人同时买票,造成锁冲突的语句就是2,所以如果我们将顺序改为3、1、2。2执行的时候会被加上行锁,然后事务执行结束就会被释放。这就最大程度地减少了事务之间的锁等待,提升了并发度。

死锁和死锁检测
在这里插入图片描述
当并发系统中不同线程出现循环资源依赖,涉及的线程都在等待别的线程释放资源时,就会导致这几个线程出现无限等待的状态,称为死锁。
出现死锁后有两种策略:
1.直接进入等待直到超时,这个超时时间可以通过innodb_lock_wait_timeout来进行设置。
2.另一个策略发起死锁检测,发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一事务,让其他事务得以继续执行。将参数innodb_deadlock_detect设置为on表示开启这一逻辑。

方法2虽然能快速发现并处理,但是它有额外的负担。你可以想象一下这个过程:每当一个事务被锁住,就要看看线程有没有被别人锁住。如此循环,最终判断是否出现循环等待,也就是死锁。
那如果是我们上面说到的所有事务都要更新同一行的场景呢?
每个新来的被堵住的线程,都要判断会不会由于自己的加入导致了死锁,这是一个时间复杂度是O(n)的操作。假设有1000个并发线程要同时更新同一行,那么死锁检测操作就是100万这个量级的。虽然最终检测的结果是没有死锁,但是这期间要消耗大量的CPU资源。因此,你就会看到CPU利用率很高,但是每秒却执行不了几个事务。

那怎么解决这种热点更新导致的性能问题呢?
1.如果你确保这个业务一定不会出现死锁,就临时把死锁检测关了。
2.控制并发度,基本思路就是,对于相同行的更新,在进入引擎之前排队。这样在InnoDB内部就不会有大量的死锁检测工作了。

### MySQL 机制详解 MySQL 中的机制是为了保障数据库在高并发环境下的数据一致性和稳定性而设计的重要功能之一。以下是关于 MySQL 机制的具体解析: #### 1. 的分类 MySQL 主要分为两种类型的:表级和行级。 - **表级 (Table-Level Lock)** 表级是最简单的定策略,适用于 MyISAM 存储引擎。它会在整个表上施加,无论是读操作还是写操作都会影响到整张表。对于 `SELECT` 操作,MyISAM 会自动给涉及的所有表加上读;而对于 `UPDATE`, `INSERT`, 和 `DELETE` 则会自动加上写[^3]。 - **行级 (Row-Level Lock)** 行级由 InnoDB 存储引擎实现,提供更高的并发能力。只有涉及到具体记录的操作才会触发行级。例如,在执行 `SELECT ... FOR UPDATE` 或者 `SELECT ... LOCK IN SHARE MODE` 时,InnoDB 只会对符合条件的特定行加而不是封整个表[^2]。 #### 2. 不同存储引擎的特性 不同的存储引擎有不同的行为: - **MyISAM**: 默认使用的是表级别的,这意味着即使是一个小范围内的更新也会阻塞其他线程对该表任何部分的访问[^3]。 - **InnoDB**: 支持事务以及更细粒度的行级,这使得它可以更好地处理复杂的多用户场景下的并发请求[^4]。 #### 3. 常见类型及其作用 除了基本的表级与行级区分外,还有几种具体的形式用于满足不同需求: - **共享 (Shared Lock, S-Lock)** 当一个客户端通过命令如 `LOCK TABLES table_name READ` 获取了一个表上的共享之后,其它客户也可以获得该表上的共享,但不能再获取排他直到当前持有共享的所有连接释放它们为止[^2]。 - **排他 (Exclusive Lock, X-Lock)** 排他允许独占式的修改权限。如果某个事务已经获得了某条记录或者某些列上的排他,则在此期间不允许别的事务再对此同一组资源申请任何形式的新——既包括另外的排他也包括新的共享[^2]。 - **GAP ** 这种特殊的用来阻止新纪录插入到现有两条连续记录之间的空隙(gap)里去。比如当我们运行下面这条SQL语句的时候就会用到gap lock:`SELECT * FROM table_name WHERE id > 10 FOR UPDATE;` - **Next-Key Lock** 是一种组合了索引记录本身(record)和其前面那个区间(gap)两者一起保护起来的一种复合型模式。主要用于解决可重复读(repeatable read)隔离级别下可能出现的幻影问题(phantom problem)[^4]。 #### 4. 死现象及预防措施 死是指两个或更多事务相互等待对方持有的资源从而进入僵局的状态。为避免这种情况发生可以采取以下方法: - 尽量按照固定的顺序访问资源; - 减少单次事务持续时间; - 设置合理的超时参数让系统能够及时发现并终止潜在的死循环状况等等[^4]。 ```sql -- 示例:如何手动解表 UNLOCK TABLES; ``` --- ###
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