MySQL技术专题指南(2)带你进阶认识一下数据库的锁介绍

原创
06/03 20:57
阅读数 34

前提介绍

在计算机科学中,锁是在执行多线程时用于强行限制资源访问的同步机制,即用于在并发控制中保证对互斥要求的满足。

本文内容

  • 本文主要介绍:行级锁、表级锁、页级锁的相关概念以及原理介绍

  • 本文主要介绍:共享锁、排它锁的相关概念以及原理介绍

  • 本文主要介绍:意向锁共享锁、意向排它锁的相关概念以及作用介绍

行级锁和表级锁及页级锁

在MySQL数据库体系中,可以按照锁的粒度把数据库锁分为行级锁(Innodb引擎)、表级锁(MyISam引擎)和页级锁(BDB引擎 )

行级锁

  • 行级锁是MySQL中锁定粒度最细的一种锁,表示只针对当前操作的行进行加锁。

    • 行级锁能大大减少数据库操作的冲突

    • 其加锁粒度最小,但加锁的开销也最大

行级锁分为共享锁和排他锁。具体针对于这两种锁会在后续介绍

  • 特点

    • 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。

表级锁

表级锁是MySQL中锁定粒度最大的一种锁,表示对当前操作的整张表加锁,它实现简单,资源消耗较少,被大部分MySQL引擎支持

  • 最常使用的MYISAM与INNODB都支持表级锁定。

表级锁定分为表共享读锁(共享锁)与表独占写锁(排他锁)

  • 特点

    • 开销小,加锁快

    • 不会出现死锁

    • 锁定粒度大,发出锁冲突的概率最高,并发度最低

页级锁

页级锁是MySQL中锁定粒度介于行级锁和表级锁中间的一种锁。

表级锁速度快,但冲突多,行级冲突少,但速度慢。

所以取了折衷的页级,一次锁定相邻的一组记录。BDB支持页级锁

  • 特点

    • 开销和加锁时间界于表锁和行锁之间;

    • 会出现死锁;

    • 锁定粒度界于表锁和行锁之间,并发度一般


MySQL常用存储引擎的锁机制

  • MyISAM和MEMORY采用表级锁(table-level locking)

  • BDB采用页面锁(page-level locking)或表级锁,默认为页面锁

  • InnoDB支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁

Innodb中的行锁与表锁

  • Innodb引擎中既支持行锁也支持表锁,那么什么时候会锁住整张表,什么时候或只锁住一行呢?

    • 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!

实际应用中,要特别注意InnoDB行锁的这一特性,不然的话,可能导致大量的锁冲突,从而影响并发性能。

  • 在不通过索引条件查询的时候,InnoDB确实使用的是表锁,而不是行锁。

    • 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,但是如果是使用相同的索引键,是会出现锁冲突的。

    • 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,另外,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

即便在条件中使用了索引字段,但是否使用索引来检索数据是由 MySQL 通过判断不同执行计划的代价来决定的,如果 MySQL认为全表扫效率更高,比如对一些很小的表,它就不会使用索引,这种情况下 InnoDB 将使用表锁,而不是行锁

因此,在分析锁冲突时, 别忘了检查 SQL 的执行计划,以确认是否真正使用了索引。

行级锁与死锁

MyISAM中是不会产生死锁的,因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁,要么全部满足,要么全部等待

  • 在InnoDB中,锁是逐步获得的,就造成了死锁的可能。行级锁并不是直接锁记录,而是锁索引

    • 索引分为主键索引和非主键索引两种:

      • 如果一条语句操作了主键索引,MySQL就会锁定这条主键索引

      • 如果一条语句操作了非主键索引,MySQL会先锁定该非主键索引,再锁定相关的主键索引

在UPDATE、DELETE操作时,MySQL不仅锁定WHERE条件扫描过的所有索引记录,而且会锁定相邻的键值,即所谓的next-key locking

  • 当两个事务同时执行:

    • 一个锁住了主键索引,在等待其他相关索引

    • 另一个锁定了非主键索引,在等待主键索引。这样就会发生死锁

发生死锁后,InnoDB一般都可以检测到,并使一个事务释放锁回退,另一个获取锁完成事务。

  • 有多种方法可以避免死锁,这里只介绍常见的三种

    1. 如果不同程序会并发存取多个表,尽量约定以相同的顺序访问表,可以大大降低死锁机会。

    2. 在同一个事务中,尽可能做到一次锁定所需要的所有资源,减少死锁产生概率;

    3. 对于非常容易产生死锁的业务部分,可以尝试使用升级锁定颗粒度,通过表级锁定来减少死锁产生的概率;

共享锁与排他锁

上面介绍过,行级锁是MySQL中锁定粒度最细的一种锁,行级锁能大大减少数据库操作的冲突。

行级锁分为共享锁和排他锁两种,本文将详细介绍共享锁及排他锁的概念、使用方式及注意事项等。

共享锁(Share Lock)

共享锁又称读锁,是读取操作创建的锁。其他用户可以并发读取数据,但任何事务都不能对数据进行修改(获取数据上的排他锁),直到已释放所有共享锁

如果事务T对数据A加上共享锁后,则其他事务只能对A再加共享锁,不能加排他锁。获准共享锁的事务只能读数据,不能修改数据

用法

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;
  • 在查询语句后面增加LOCK IN SHARE MODEMySQL会对查询结果中的每行都加共享锁

  • 当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时,可以成功申请共享锁,否则会被阻塞其他线程也可以读取使用了共享锁的表,而且这些线程读取的是同一个版本的数据

排他锁(exclusive Lock)

  • 排他锁又称写锁,如果事务T对数据A加上排他锁后,则其他事务不能再对A加任任何类型的封锁。获准排他锁的事务既能读数据,又能修改数据

对于insert、update、delete,InnoDB会自动给涉及的数据加排他锁(X)

用法

SELECT ... FOR UPDATE;

在查询语句后面增加FOR UPDATE,MySQL会对查询结果中的每行都加排他锁,当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时,可以成功申请排他锁,否则会被阻塞。

意向锁

意向锁是一种不与行级锁冲突表级锁,这一点非常重要。意向锁分为两种: 1. 意向共享锁(intention shared lock, IS):事务有意向对表中的某些行加共享锁(S锁) 2. 意向排他锁(intention exclusive lock, IX):事务有意向对表中的某些行加排他锁(X锁) 即:意向锁是有数据引擎自己维护的,用户无法手动操作意向锁,在为数据行加共享 / 排他锁之前,InnoDB会先获取该数据行所在在数据表的对应意向锁

InnoDB支持多粒度锁,特定场景下,行级锁可以与表级锁共存。

  • 意向锁之间互不排斥,但除了IS与S兼容外,意向锁会与共享锁 / 排他锁 互斥。

  • IX,IS是表级锁,不会和行级的X,S锁发生冲突。只会和表级的X,S发生冲突。

  • 意向锁在保证并发性的前提下,实现了行锁和表锁共存且满足事务隔离性的要求。


  • 意向共享锁(IS):表示事务准备给数据行加入共享锁,也就是说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):类似上面,表示事务准备给数据行加入排他锁,说明事务在一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁

对于一般的Select语句,InnoDB不会加任何锁(快照读)。

展开阅读全文
打赏
0
0 收藏
分享
加载中
更多评论
打赏
0 评论
0 收藏
0
分享
返回顶部
顶部