mysql的锁机制

MySQL锁的基本介绍

​        **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，除传统的 计算资源（如CPU、RAM、I/O等）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。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。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

​        相对其他数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，其最 显著的特点是不同的**存储引擎**支持不同的锁机制。比如，MyISAM和MEMORY存储引擎采用的是表级锁（table-level locking）；InnoDB存储引擎既支持行级锁（row-level locking），也支持表级锁，但默认情况下是采用行级锁。 

​        **表级锁：**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。 
​        **行级锁：**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，并发度也最高。  

**InnoDB锁**

**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4属性，通常称为事务的ACID属性。

原子性（Actomicity）：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。
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。
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。

**2、并发事务带来的问题**

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，从而可以支持更多用户的并发操作，但与此同时，会带来一下问题：

**脏读**： 一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务并提交前，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同一条记录，如果不加控制，第二个事务读取了这些“脏”的数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做“脏读” 

**不可重复读**：一个事务在读取某些数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象叫做“不可重复读”。 

**幻读**： 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” 

上述出现的问题都是数据库读一致性的问题，可以通过事务的隔离机制来进行保证。

数据库的事务隔离越严格，并发副作用就越小，但付出的代价也就越大，因为事务隔离本质上就是使事务在一定程度上串行化，需要根据具体的业务需求来决定使用哪种隔离级别

|                  | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
| :--------------: | :--: | :--------: | :--: |
| read uncommitted |  √   |     √      |  √   |
|  read committed  |      |     √      |  √   |
| repeatable read  |      |            |  √   |
|   serializable   |      |            |      |

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

```sql
mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
+-------------------------------+-------+
| Variable_name                 | Value |
+-------------------------------+-------+
| Innodb_row_lock_current_waits | 0     |
| Innodb_row_lock_time          | 18702 |
| Innodb_row_lock_time_avg      | 18702 |
| Innodb_row_lock_time_max      | 18702 |
| Innodb_row_lock_waits         | 1     |
+-------------------------------+-------+
--如果发现锁争用比较严重，如InnoDB_row_lock_waits和InnoDB_row_lock_time_avg的值比较高
```

**3、InnoDB的行锁模式及加锁方法**

​        **共享锁（s）**：又称读锁。允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。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）**：又称写锁。允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同的数据集共享读锁和排他写锁。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。

​        mysql InnoDB引擎默认的修改数据语句：**update,delete,insert都会自动给涉及到的数据加上排他锁，select语句默认不会加任何锁类型**，如果加排他锁可以使用select …for update语句，加共享锁可以使用select … lock in share mode语句。**所以加过排他锁的数据行在其他事务种是不能修改数据的，也不能通过for update和lock in share mode锁的方式查询数据，但可以直接通过select …from…查询数据，因为普通查询没有任何锁机制。** 

**InnoDB行锁实现方式**

​        InnoDB行锁是通过给**索引**上的索引项加锁来实现的，这一点MySQL与Oracle不同，后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才使用行级锁，**否则，InnoDB将使用表锁！**  

1、在不通过索引条件查询的时候，innodb使用的是表锁而不是行锁

```sql
create table tab_no_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');
```

|                           session1                           |                           session2                           |
| :----------------------------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: |
| set autocommit=0<br />select * from tab_no_index where id = 1; | set autocommit=0<br />select * from tab_no_index where id =2 |
|      select * from tab_no_index where id = 1 for update      |                                                              |
|                                                              |     select * from tab_no_index where id = 2 for update;      |

session1只给一行加了排他锁，但是session2在请求其他行的排他锁的时候，会出现锁等待。原因是在没有索引的情况下，innodb只能使用表锁。

2、创建带索引的表进行条件查询，innodb使用的是行锁

```sql
create table tab_with_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
alter table tab_with_index add index id(id);
insert into tab_with_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');
```

|                           session1                           |                           session2                           |
| :----------------------------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: |
| set autocommit=0<br />select * from tab_with_indexwhere id = 1; | set autocommit=0<br />select * from tab_with_indexwhere id =2 |
|     select * from tab_with_indexwhere id = 1 for update      |                                                              |
|                                                              |     select * from tab_with_indexwhere id = 2 for update;     |

3、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，但是依然无法访问到具体的数据

```sql
insert into tab_with_index  values(1,'4');
```

|                           session1                           |                           session2                           |
| :----------------------------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: |
|                       set autocommit=0                       |                       set autocommit=0                       |
| select * from tab_with_index where id = 1 and name='1' for update |                                                              |
|                                                              | select * from tab_with_index where id = 1 and name='4' for update<br />虽然session2访问的是和session1不同的记录，但是因为使用了相同的索引，所以需要等待锁 |

### 总结

**对于InnoDB表，本文主要讨论了以下几项内容：** 
（1）InnoDB的行锁是基于索引实现的，如果不通过索引访问数据，InnoDB会使用表锁。 
（2）在不同的隔离级别下，InnoDB的锁机制和一致性读策略不同。

在了解InnoDB锁特性后，用户可以通过设计和SQL调整等措施减少锁冲突和死锁，包括：

- 尽量使用较低的隔离级别； 精心设计索引，并尽量使用索引访问数据，使加锁更精确，从而减少锁冲突的机会；
- 选择合理的事务大小，小事务发生锁冲突的几率也更小；
- 给记录集显式加锁时，最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话，最好直接申请排他锁，而不是先申请共享锁，修改时再请求排他锁，这样容易产生死锁；
- 不同的程序访问一组表时，应尽量约定以相同的顺序访问各表，对一个表而言，尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大大减少死锁的机会；
- 尽量用相等条件访问数据，这样可以避免间隙锁对并发插入的影响； 不要申请超过实际需要的锁级别；除非必须，查询时不要显示加锁；
- 对于一些特定的事务，可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能。