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mysql鎖-表鎖

現在的很多軟體都是多使用者,多程式,多執行緒的,對同一個表可能同時有很多人在用,為保持資料的一致性,所以提出了事務的概念。事務是在引擎層支援的,但是mysql中只有InnoDb和BDB等引擎支援事務,MyISAM、Memory等引擎並不支援事務。
沒有事務該如何保證多使用者同時操作資料庫時資料的正確性呢? 這個要用到另外一種技術叫做LOCK !
並且多事務併發處理也可能存在資料丟失問題,即最後一個事務對一行資料的更新會覆蓋之前事務對該行的修改,所以也需要用到鎖機制。

一、鎖的分類

1)、從對資料操作的型別(讀\寫)分
  讀鎖(共享鎖): 針對同一份資料,多個讀操作可以同時進行而不會互相影響
  寫鎖(排它鎖): 當前寫操作沒有完成前,它會阻斷其他寫鎖和讀鎖
2)、從對資料操作的粒度分
  表鎖(偏讀)
  行鎖(偏寫)
  頁鎖(瞭解)

MyISAM和MEMORY儲存引擎採用的是表級鎖(table-level locking)。
InnoDB儲存引擎既支援行級鎖(row-level locking),也支援表級鎖,但預設情況下是採用行級鎖。BD儲存引擎採用的頁級鎖,也支援表級鎖。
MySQL這3種鎖的特性可大致歸納如下。
表級鎖:開銷小,加鎖快;不會出現死鎖;鎖定粒度大,發生鎖衝突的概率最高,併發度最低。
行級鎖:開銷大,加鎖慢;會出現死鎖;鎖定粒度最小,發生鎖衝突的概率最低,併發度也最高。
頁面鎖:開銷和加鎖時間界於表鎖和行鎖之間;會出現死鎖;鎖定粒度界於表鎖和行鎖之間,併發度一般。
從上述特點可見,很難籠統地說哪種鎖更好,只能就具體應用的特點來說哪種鎖更合適!僅從鎖的角度來說:表級鎖更適合於以查詢為主,只有少量按索引條件更新資料的應用,如Web應用;而行級鎖則更適合於有大量按索引條件併發更新少量不同資料,同時又有併發查詢的應用,如一些線上事務處理(OLTP)系統。下面幾節我們重點介紹MySQL表鎖和 InnoDB行鎖的問題。

二、表級鎖(MyISAM)

MySQL表級鎖有兩種模式: 表共享鎖(Table Read Lock)(讀鎖)表獨佔寫鎖(Table Write Lock)
對MyISAM的讀操作,不會阻塞其他使用者對同一表讀請求,但會阻塞對同一表的寫請求;
對MyISAM的寫操作,則會阻塞其他使用者對同一表的讀和寫操作;
MyISAM表的讀操作和寫操作之間,以及寫操作之間是序列的。
當一個執行緒獲得對一個表的寫鎖後,只有持有鎖的執行緒可以對錶進行更新操作。其他執行緒的讀、寫操作都會等待,直到鎖被釋放為止。

2.1 查詢表級鎖爭用情況

可以通過檢查table_locks_waited和table_locks_immediate狀態變數來分析系統上的表鎖定爭奪:
mysql> show status like ‘table%’;
±----------------------±------+
| Variable_name | Value |
±----------------------±------+
| Table_locks_immediate | 2979 |
| Table_locks_waited | 0 |
±----------------------±------+
2 rows in set (0.00 sec))
如果Table_locks_waited的值比較高,則說明存在著較嚴重的表級鎖爭用情況

2.2 MySQL表級鎖的鎖模式

MySQL的表鎖有兩種模式:表共享讀鎖(Table Read Lock)和表獨佔寫鎖(Table Write Lock)。鎖模式的相容如下表
MySQL中的表鎖相容性
在這裡插入圖片描述
可見,對MyISAM表的讀操作,不會阻塞其他使用者對同一表的讀請求,但會阻塞對同一表的寫請求;對MyISAM表的寫操作,則會阻塞其他使用者對同一表的讀和寫請求;MyISAM表的讀和寫操作之間,以及寫和寫操作之間是序列的!(當一執行緒獲得對一個表的寫鎖後,只有持有鎖的執行緒可以對錶進行查詢、更新操作,其他執行緒的讀、寫操作都會等待,直到鎖被釋放為止。
示例
MyISAM儲存引擎的寫阻塞讀例子在這裡插入圖片描述

2.3 如何加表鎖

MyISAM在執行查詢語句(SELECT)前,`會自動`給涉及的所有表`加讀鎖(sql執行完釋放鎖)`,在執行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT等)前,`會自動`給涉及的表`加寫鎖((sql執行完釋放鎖))`,`這個過程並不需要使用者干預`,因此使用者一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。在本書的示例中,顯式加鎖基本上都是為了方便而已,並非必須如此。
給MyISAM表顯示加鎖,一般是為了一定程度模擬事務操作,實現對某一時間點多個表的一致性讀取。例如,有一個訂單表orders,其中記錄有訂單的總金額total,同時還有一個訂單明細表order_detail,其中記錄有訂單每一產品的金額小計subtotal,假設我們需要檢查這兩個表的金額合計是否相等,可能就需要執行如下兩條SQL:

SELECT SUM(total) FROM orders;
SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;
對於這兩條sql語句,第一條語句執行前,會給orders表字段加讀鎖,執行完釋放鎖;執行第二條語句前,會給order_detail表加讀鎖,執行完釋放鎖;但是需求中要求查詢時兩個表中的資料沒有被更新,而上面兩個sql語句,沒法同時將兩個表鎖定,查詢orders表的同時仍然可以修改order_detail表,就可能產生錯誤的結果,因為第一條語句執行過程中,order_detail表可能已經發生了改變。因此,正確的方法應該是顯示的將兩個涉及的表同時加鎖:
LOCK tables orders read local,order_detail read local;
SELECT SUM(total) FROM orders;
SELECT SUM(subtotal) FROM order_detail;
Unlock tables;
要特別說明以下兩點內容。
上面的例子在LOCK TABLES時加了‘local’選項,其作用就是在滿足MyISAM表併發插入條件的情況下,允許其他使用者在表尾插入記錄
在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時,必須同時取得所有涉及表的鎖。也就是說,在執行LOCK TABLES後,只能訪問顯式加鎖的這些表,不能訪問未加鎖的表;同時,如果加的是讀鎖,那麼只能執行查詢操作,而不能執行更新操作。其實,在自動加鎖的情況下也基本如此,MySQL問題一次獲得SQL語句所需要的全部鎖。這也正是MyISAM表不會出現死鎖(Deadlock Free)的原因。
一個session使用LOCK TABLE 命令給表film_text加了讀鎖,這個session可以查詢鎖定表中的記錄,但更新或訪問其他表都會提示錯誤;同時,另外一個session可以查詢表中的記錄,但更新就會出現鎖等待。
示例
MyISAM儲存引擎的讀阻塞寫例子
在這裡插入圖片描述

當使用LOCK TABLE時,不僅需要一次鎖定用到的所有表,而且,同一個表在SQL語句中出現多少次,就要通過與SQL語句中相同的別名鎖多少次,否則也會出錯!
舉例說明如下。
(1)對actor表獲得讀鎖:
mysql> lock table actor read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
(2)但是通過別名訪問會提示錯誤:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = ‘Lisa’ and a.last_name = ‘Tom’ and a.last_name <> b.last_name;
ERROR 1100 (HY000): Table 'a' was not locked with LOCK TABLES
(3)需要對別名分別鎖定:
mysql> lock table actor as a read,actor as b read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
(4)按照別名的查詢可以正確執行:
mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = ‘Lisa’ and a.last_name = ‘Tom’ and a.last_name <> b.last_name;
±-----------±----------±-----------±----------+
| first_name | last_name | first_name | last_name |
±-----------±----------±-----------±----------+
| Lisa | Tom | LISA | MONROE |
±-----------±----------±-----------±----------+
1 row in set (0.00 sec)

2.4 併發插入

在一定條件下,MyISAM也支援查詢和操作的併發進行。
MyISAM儲存引擎有一個系統變數concurrent_insert,專門用以控制其併發插入的行為,其值分別可以為0、1或2。
當concurrent_insert設定為0時,不允許併發插入
當concurrent_insert設定為1時,如果MyISAM表中沒有空洞(即表的中間沒有被刪除的行),MyISAM允許在一個程序讀表的同時,另一個程序從表尾插入記錄。這也是MySQL的預設設定。
當concurrent_insert設定為2時,無論MyISAM表中有沒有空洞,都允許在表尾併發插入記錄。

示例
concurrent_insert系統變數為2, session_1獲得了一個表的READ LOCAL鎖,該執行緒可以對錶進行查詢操作,但不能對錶進行更新操作;其他的執行緒(session_2),雖然不能對錶進行刪除和更新操作,但卻可以對該表進行併發插入操作,這裡假設該表中間不存在空洞。
MyISAM儲存引擎的讀寫(INSERT)併發例子
在這裡插入圖片描述

可以利用MyISAM儲存引擎的併發插入特性,來解決應用中對同一表查詢和插入鎖爭用。例如,將concurrent_insert系統變數為2,總是允許併發插入;同時,通過定期在系統空閒時段執行OPTIONMIZE TABLE語句來整理空間碎片,收到因刪除記錄而產生的中間空洞。

2.5 MyISAM的鎖排程

前面講過,MyISAM儲存引擎的讀和寫鎖是互斥,讀操作是序列的。那麼,一個程序請求某個MyISAM表的讀鎖,同時另一個程序也請求同一表的寫鎖,MySQL如何處理呢?答案是寫程序先獲得鎖。不僅如此,即使讀程序先請求先到鎖等待佇列,寫請求後到,寫鎖也會插到讀請求之前!這是因為MySQL認為寫請求一般比讀請求重要這也正是MyISAM表不太適合於有大量更新操作和查詢操作應用的原因因為,大量的更新操作會造成查詢操作很難獲得讀鎖,從而可能永遠阻塞。這種情況有時可能會變得非常糟糕!幸好我們可以通過一些設定來調節MyISAM的排程行為
通過指定啟動引數low-priority-updates,使MyISAM引擎預設給予讀請求以優先的權利。
通過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,使該連線發出的更新請求優先順序降低。
通過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性,降低該語句的優先順序。
雖然上面3種方法都是要麼更新優先,要麼查詢優先的方法,但還是可以用其來解決查詢相對重要的應用(如使用者登入系統)中,讀鎖等待嚴重的問題。
另外,MySQL也提供了一種折中的辦法來調節讀寫衝突,即給系統引數max_write_lock_count設定一個合適的值,當一個表的讀鎖達到這個值後,MySQL變暫時將寫請求的優先順序降低,給讀程序一定獲得鎖的機會。
上面已經討論了寫優先排程機制和解決辦法。這裡還要強調一點:一些需要長時間執行的查詢操作,也會使寫程序“餓死”!因此,應用中應儘量避免出現長時間執行的查詢操作,不要總想用一條SELECT語句來解決問題。因為這種看似巧妙的SQL語句,往往比較複雜,執行時間較長,在可能的情況下可以通過使用中間表等措施對SQL語句做一定的“分解”,使每一步查詢都能在較短時間完成,從而減少鎖衝突。如果複雜查詢不可避免,應儘量安排在資料庫空閒時段執行,比如一些定期統計可以安排在夜間執行。

三、結尾

由於篇幅的原因,本篇文章不再介紹行鎖,會在另一篇文章中在詳細介紹。