MySql锁与InnoDB引擎

2019/04/10 10:10
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MySql锁与InnoDB引擎

mysql的锁是面试中很高频问题,也是我们在日常开发中经常会遇到但是我们并没有注意到的地方。我把我自己理解的锁通过本篇博文分享出来,由于锁需要结合事务来理解,本文只介绍锁的基本概念,同样为了理解事务会更加深刻,先介绍了InnoDB的一些基础概念,也是记录自己的学习,欢迎大家一起探讨交流。

下一篇:mysql的事务与mvcc

锁的分类:

  • 按照锁的粒度来分

    • 全局锁: 锁的是整个database,类比一个库为一栋大楼,那此时就是锁的整栋楼的大门
    • 表级锁: 锁的是某个table,类比一个表为大楼的某一层,此时锁的就是某一层整层
    • 行级锁:锁的是某一行数据,类比每行锁的是某一层的某一间房间,此时锁的是某一个房间
  • 表锁和行锁的区别

    • 表级锁,开销大,加锁快,不会出现死锁。锁的粒度大。并发度低。
    • 行级锁,开销小,加锁慢,会出现死锁,锁的粒度小,并发度高。

表级锁:

mysql的表级锁有两种:元数据锁和表锁。

表锁的两种形式:

  • 表共享读锁

  • 表排它写锁

    • 手动加表锁

      lock table tableName read;
      
    • 查看表锁情况

      show open tables;
      
    • 删除表锁

      unlock tables;
      

元数据锁:

  • 5.5版本中引入了MDL,对一个表数据进行增删改的时候,加MDL读锁;要对表结构进行修改的时候,加MDL写锁。

行级锁

mysql的行级锁是有存储引擎实现的,mysql现在默认的数据引擎为Innodb。本文主要介绍InnoDB的行锁;

InnoDB的行锁是给索引项加锁实现的,也就意味着只有使用索引检索的数据才能使用行锁,否则将使用表锁。

按照范围来说

  • 行锁:锁定表中的某一条记录。
  • 间隙锁:
    • 锁住索引记录中间的值
    • 锁住第一个索引记录前面的值或者最后一个索引后面的值

按照功能来说

  • 共享锁,也叫做S锁:允许一个事务去读一行数据,阻止其他事务添加排它锁,允许继续添加共享锁读
  • 排它锁,也叫做X锁:允许获得排它锁的事务更新数据,阻止其他事务添加读共享锁和添加排它锁写

对于InnoDB来说,会自动给增删改语句添加排它锁,X锁。对于普通的查询语句不会添加任何锁。

意向锁

InnoDB同样也实现了表级锁,也就是意向锁。意向锁是mysql内部使用的,不需要用户去干预。

  • 意向共享锁,IS锁:事务打算给数据行加共享锁,事务在给一个数据行添加共享锁前必须获取该表的IS锁。
  • 意向排它锁,IX锁:事务打算给数据航加排它锁,事务在给一个数据行添加排它锁前必须获取该表的IX锁。

意向和行锁可以共存,意向锁的作用是为了提升全表更新数据时的性能提升,否则在更新全表时要检索哪些数据行上有行锁。

间隙锁

顾名思义,主要是在记录之间添加锁,不允许往间隙插入数据。比如id为 2 4,那此时使用间隙锁就会锁2 3 4 这三个,稍后在介绍事务的时候也会再次介绍间隙锁,间隙锁的主要作用就是为了解决幻读问题。此处先了解一下。

死锁

mysql的死锁和我们代码中死锁理论是一样的,不同的是,mysql指的是两个不同的连接互相等待对方释放锁,才能释放自己持有的资源,所以造成了死锁。mysql中也有对死锁的优化。我们稍后再具体说。

接下来我们开始介绍事务,上面只是简单介绍了一下锁的基本概念,锁还有一部分内容需要结合事务来理解,所以稍后还有锁的介绍。

在我们介绍事务之前,我们先聊一下InnoDB的架构,事务中的一些部分会涉及到这部分的内容。

InnoDB的磁盘文件

InnoDB的磁盘文件

  • 系统表空间

    • 系统表空是一个共享的表空间
    • 系统表空间包含数据字典、doule write buffer、change buffer、undo log的存储区域,包含用户在系统表创建的表结构和索引数据
  • 用户表空间

    • 设置参数 innodb_file_per_table ,用户就可以为每个基于InnoDB引擎的表创建一个独立的用户表空间,也就是.ibd文件。
    • 存储该表的数据、索引等信息。

InnoDB内存结构

  • buff pool 缓冲池
    • 数据是存储于磁盘的,由于cpu速度和磁盘速度的差别,所以使用缓冲池提高整体性能。
    • 通过innodb_buffer_pool_size可以设置缓冲池的大小,缓冲池的大小对性能也是有影响的。
    • 缓冲池中缓冲的数据类型:
      • 索引页
      • 数据页
      • 存储引擎工作时,需要以页为单位将磁盘数据加载到内存中,数据页和索引页是页类型中最重要的两种类型
      • undo页:实现了mysql多版本的快照,可以理解为版本链。mvcc和回滚操作都涉及到了undo日志。
      • insert buffer:提高了对于非聚簇索引的插入性能
      • 自适应哈希索引
      • InnoDB存储的锁信息
      • 数据字典信息

内存数据落盘

InnoDB数据落盘有图可以看出来是通过两种方式来实现的

  • 脏页数据落盘
  • 预写redo日志

通过两种方式来落盘,也可以理解为持久化到磁盘上。是为了保证数库发生突然宕机,造成数据丢失。

脏页落盘会产生IO并且是随机写入,耗时比较长。频繁进行磁盘IO对性能损耗是非常大。并且数据的安全性得不到保障。如果在脏页数据还没来得及落盘或者落盘过程出现宕机,那么数据就会丢失。

鉴于以上情况,mysql用双保险完成数据的安全性,脏页落盘是一种,另一种就是预写redo 日志,首先我们要知道redo 持久化到磁盘是顺序写入,顺序写入的速度要比随机写入要快,此时有朋友就会问,那脏页落盘为什么不采用顺序写入呢但?

顺序写入速度快的同时是会产生磁盘碎片的,磁盘碎片会大大浪费磁盘资源。

redo 日志持久化的时机是在事务提交时写入到磁盘的redo file中,此时脏页数据并不一定完成了落盘,脏页落盘是由checkPoint检查点机制控制的,我们这里不展开多说。

数据库发生宕机的情况:

  • 脏页数据未落盘,事务未提交,此时产生了数据丢失,我们都知道如果事务未提交换个角度来讲这些数据丢失是正常的。
  • 脏页数据未落盘,事务已提交,此时redo log file已经有了数据,那么重启的时候mysql就会从redo log file中进行数据恢复。

有的朋友还会说,那redo log file的数据岂不是无限大?

ib_logfile0,ib_logfile1 这是rodo log 在我们磁盘上的命名,可以看到有两个文件,采用的循环写入的方式,如果1满了就写入2,2满了写入1,这样循环。

redo 日志持久化到磁盘也是可以配置的,通过InnoDB的innodb_push_log_at_trx_commit来设置

  1. 属性值为0时,事务提交,不会对redo进行写入操作,等待主线程按时写入;
  2. 属性值为1时,事务提交,将数据写入磁盘,确保不会出现数据丢失;
  3. 属性值为2时,事务提交,将数据写入系统缓存,让文件系统自己判断什么时候写入磁盘。

默认值为1,一般也建议设置为1,会保证数据的安全性,并且只有为1的时候才会保证事务的一致性。


以上就是本篇博文的全部内容,感谢各位看官。欢迎提出问题一起交流探讨。

下一篇:mysql的事务和mvcc

原文出处:https://www.cnblogs.com/sx-wuyj/p/12540537.html

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