Mysql数据库锁机制

一：概念介绍

MySQL数据库锁管理机制：

SQL层实现的锁机制
   Meta-data元数据锁：在table cache缓存里实现的，为DDL（Data Definition Language）提供隔离操作。一种特别的meta-data元数据类型，叫Name Lock。
   表级table-level数据锁
   全局读锁—FLUSH TABLES WITH READ LOCK

引擎层实现的锁机制
   存储引擎特有机制—row locks行锁，page locks页锁，table locks表级，版本控制

在这里插入图片描述

MySQL常用存储引擎的锁机制

  1. MyISAM 和 MEMORY 采用表级锁(table-level locking)
  2. BDB 采用页面锁(page-level locking)或表级锁，默认为页面锁
  3. InnoDB 支持行级锁(row-level locking)和表级锁, 默认为行级锁

锁分类

  1. 按思想：悲观锁、乐观锁
  2. 按锁粒度：行级锁、间隙锁、页级锁、表级锁
  3. 按锁性质：排它锁（X）、共享锁（S）、意向排它锁（IX）、意向共享锁（IS）,读锁（一般为共享锁）、写锁（一般为排它锁）

其中，InnoDB是最常见的MySQL存储引擎，以下以它为例

二：Innodb 中的锁机制

Innodb 中的行锁与表锁

在 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！

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

为什么Innodb 会出现死锁

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。而在 InnoDB 中，锁是逐步获得的，就造成了死锁的可能。

在 MySQL 中，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 sql 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。

Innodb的死锁处理：

在Innodb的事务管理和锁定机制中，有专门检测死锁的机制，会在系统中产生死锁之后的很短时间内就检测到该死锁的存在。

当Innodb检测到系统中产生了死锁之后，Innodb会通过相应的判断来选这产生死锁的两个事务中较小的事务来回滚，而让另外一个较大的事务成功完成。

Innodb行锁优化建议

  1. 尽可能让所有的数据检索都通过索引来完成，从而避免Innodb因为无法通过索引键加锁而升级为表级锁定
  2. 合理设计索引，让Innodb在索引键上面加锁尽可能准确，尽可能的缩小锁定范围，避免造成不必要的锁定而影响其他Query的执行
  3. 尽可能减少基于范围的数据检索过滤条件，避免间隙锁带来的负面影响而锁定了不该锁定的记录
  4. 尽量控制事务的大小，减少锁定的资源量和锁定时间长度
  5. 在业务环境允许的情况下，尽量使用较低级别的事务隔离，以减少MySQL因为实现事务隔离级别所带来的附加成本

如何预防死锁

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；

三：锁分类

3.1 按思想

悲观锁、乐观锁，见之前写的博文

3.2 按粒度

行级锁
是MySQL中粒度最小的锁，所以发生锁定资源争用的概率也最小。
但是由于粒度最小，导致开销大，加锁慢，并且最容易死锁。

表级锁

表级别的锁定是MySQL各存储引擎中最大颗粒度的锁定机制。该锁定机制最大的特点是实现逻辑简单，带来的系统负面影响最小。所以获取锁和释放锁的速度很快。由于表级锁一次会将整个表锁定，所以可以很好的避免死锁问题。
当然，锁定颗粒度大所带来最大的负面影响就是出现锁定资源争用的概率也会最高，致使并大度较低。

页级锁

页级锁定的特点是锁定颗粒度介于行级锁定与表级锁之间，所以获取锁定所需要的资源开销，以及所能提供的并发处理能力也同样是介于上面二者之间。另外，页级锁定和行级锁定一样，会发生死锁。
在MySQL数据库中，使用表级锁定的主要是MyISAM，Memory，CSV等一些非事务性存储引擎，而使用行级锁定的主要是Innodb存储引擎和NDBCluster存储引擎，页级锁定主要是BerkeleyDB存储引擎的锁定方式。

间隙锁

在这里插入图片描述

3.3 按性质

排它锁(exclusive lock)

排它锁又叫写锁，如果事务T对A加上排它锁，则其它事务都不能对A加任何类型的锁。获准排它锁的事务既能读数据，又能写数据。

用法：SELECT … FOR UPDATE

共享锁(share lock)

共享锁又叫读锁，如果事务T对A加上共享锁，则其它事务只能对A再加共享锁，不能加其它锁。获准共享锁的事务只能读数据，不能写数据。

用法：SELECT … LOCK IN SHARE MODE;

意向锁(share lock)

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。

四：并发事务处理带来的问题

✈ 更新丢失（Lost Update）
　　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。
　　
✈ 脏读（Dirty Reads）
　　一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致的状态；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”数据，并据此作进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象的叫做“脏读”。
　　一句话：事务A读取到了事务B已经修改但尚未提交的数据，还在这个数据基础上做了操作。此时，如果B事务回滚，A读取的数据无效，不符合一致性要求。
　　
✈ 不可重读（Non-Repeatable Reads）
　　一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，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”。
　　一句话：事务A读取到了事务B已经提交的修改数据，不符合隔离性
　　
✈ 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”。
　　一句话：事务A读取到了事务B提交的新增数据，不符合隔离性

脏读是事务B里面修改了数据
幻读是事务B里面新增了数据

事务隔离级别
在这里插入图片描述

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