了解mysql鎖實現機制原理

下文主要給大家帶來mysql鎖實現機制原理，希望這些文字能夠帶給大家實際用處，這也是我編輯mysql鎖實現機制原理這篇文章的主要目的。好了，廢話不多說，大家直接看下文吧。

鎖是計算機協調多個進程或線程并發訪問某一資源的機制。在數據庫中，除傳統的 計算資源（如CPU、RAM、I/O等）的爭用以外，數據也是一種供許多用戶共享的資源。如何保證數據并發訪問的一致性、有效性是所有數據庫必須解決的一 個問題，鎖沖突也是影響數據庫并發訪問性能的一個重要因素。從這個角度來說，鎖對數據庫而言顯得尤其重要，也更加復雜。本章我們著重討論MySQL鎖機制 的特點，常見的鎖問題，以及解決MySQL鎖問題的一些方法或建議。
Mysql用到了很多這種鎖機制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖，寫鎖等，都是在做操作之前先上鎖。這些鎖統稱為悲觀鎖(Pessimistic Lock)。

MySQL鎖概述

相對其他數據庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其最 顯著的特點是不同的存儲引擎支持不同的鎖機制。比如，MyISAM和MEMORY存儲引擎采用的是表級鎖（table-level locking）；BDB存儲引擎采用的是頁面鎖（page-level locking），但也支持表級鎖；InnoDB存儲引擎既支持行級鎖（row-level locking），也支持表級鎖，但默認情況下是采用行級鎖。
表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生鎖沖突的概率最高，并發度最低。
行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖沖突的概率最低，并發度也最高。
頁面鎖：開銷和加鎖時間界于表鎖和行鎖之間；會出現死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發度一般
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：表級鎖更適合于以查詢為主，只有少量按索引條件更新數據的應用，如Web應用；而行級鎖則更適合于有大量按索引條件并發更新少量不同數據，同時又有 并發查詢的應用，如一些在線事務處理（OLTP）系統。

MyISAM表鎖

MySQL的表級鎖有兩種模式：表共享讀鎖（Table Read Lock）和表獨占寫鎖（Table Write Lock）。
對MyISAM表的讀操作，不會阻塞其他用戶對同一表的讀請求，但會阻塞對同一表的寫請求；對 MyISAM表的寫操作，則會阻塞其他用戶對同一表的讀和寫操作；MyISAM表的讀操作與寫操作之間，以及寫操作之間是串行的！根據如表20-2所示的 例子可以知道，當一個線程獲得對一個表的寫鎖后，只有持有鎖的線程可以對表進行更新操作。其他線程的讀、寫操作都會等待，直到鎖被釋放為止。

MyISAM存儲引擎的寫鎖阻塞讀例子：
當一個線程獲得對一個表的寫鎖后，只有持有鎖的線程可以對表進行更新操作。其他線程的讀、寫操作都會等待，直到鎖被釋放為止。

MyISAM存儲引擎的讀鎖阻塞寫例子:
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。

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，在執行更新操作 （UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會自動給涉及的表加寫鎖，這個過程并不需要用戶干預，因此，用戶一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。在示例中，顯式加鎖基本上都是為了演示而已，并非必須如此。
給MyISAM表顯示加鎖，一般是為了在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，其中記錄有各訂單的總金額total，同時還有一個訂單明細表order_detail，其中記錄有各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符，可能就需要執行如下兩條SQL：

Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;

這時，如果不先給兩個表加鎖，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：

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：
1、上面的例子在LOCK TABLES時加了“local”選項，其作用就是在滿足MyISAM表并發插入條件的情況下，允許其他用戶在表尾并發插入記錄，有關MyISAM表的并發插入問題，在后面還會進一步介紹。
2、在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時，必須同時取得所有涉及到表的鎖，并且MySQL不支持鎖升級。也就是說，在執行LOCK TABLES后，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，那么只能執行查詢操作，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，MyISAM總是一次獲得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。

當使用LOCK TABLES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定多少次，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)

查詢表級鎖爭用情況

可以通過檢查table_locks_waited和table_locks_immediate狀態變量來分析系統上的表鎖定爭奪：

mysql> show status like 'table%';
1Variable_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。

并發插入（Concurrent Inserts）

上文提到過MyISAM表的讀和寫是串行的，但這是就總體而言的。在一定條件下，MyISAM表也支持查詢和插入操作的并發進行。
MyISAM存儲引擎有一個系統變量concurrent_insert，專門用以控制其并發插入的行為，其值分別可以為0、1或2。

1、當concurrent_insert設置為0時，不允許并發插入。

2、當concurrent_insert設置為1時，如果MyISAM表中沒有空洞（即表的中間沒有被刪除的行），MyISAM允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認設置。

3、當concurrent_insert設置為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾并發插入記錄。

在下面的例子中，session_1獲得了一個表的READ LOCAL鎖，該線程可以對表進行查詢操作，但不能對表進行更新操作；其他的線程（session_2），雖然不能對表進行刪除和更新操作，但卻可以對該表進行并發插入操作，這里假設該表中間不存在空洞。

上文提到過MyISAM表的讀和寫是串行的，但這是就總體而言的。在一定條件下，MyISAM表也支持查詢和插入操作的并發進行。
MyISAM存儲引擎有一個系統變量concurrent_insert，專門用以控制其并發插入的行為，其值分別可以為0、1或2。

當concurrent_insert設置為0時，不允許并發插入。當concurrent_insert設置為1時，如果MyISAM表中沒有空洞（即表的中間沒有被刪除的行），MyISAM允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認設置。當concurrent_insert設置為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾并發插入記錄。

在下面的例子中，session_1獲得了一個表的READ LOCAL鎖，該線程可以對表進行查詢操作，但不能對表進行更新操作；其他的線程（session_2），雖然不能對表進行刪除和更新操作，但卻可以對該表進行并發插入操作，這里假設該表中間不存在空洞。

MyISAM存儲引擎的讀寫（INSERT）并發例子：

可以利用MyISAM存儲引擎的并發插入特性，來解決應 用中對同一表查詢和插入的鎖爭用。例如，將concurrent_insert系統變量設為2，總是允許并發插入；同時，通過定期在系統空閑時段執行 OPTIMIZE TABLE語句來整理空間碎片，收回因刪除記錄而產生的中間空洞。

MyISAM的鎖調度

前面講過，MyISAM存儲引擎的讀鎖和寫鎖是互斥的，讀寫操作是串行的。那么，一個進程請求某個 MyISAM表的讀鎖，同時另一個進程也請求同一表的寫鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫進程先獲得鎖。不僅如此，即使讀請求先到鎖等待隊列，寫請求后 到，寫鎖也會插到讀鎖請求之前！這是因為MySQL認為寫請求一般比讀請求要重要。這也正是MyISAM表不太適合于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置來調節MyISAM 的調度行為。

1、通過指定啟動參數low-priority-updates，使MyISAM引擎默認給予讀請求以優先的權利。

2、通過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該連接發出的更新請求優先級降低。

3、通過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語句的優先級。

雖然上面3種方法都是要么更新優先，要么查詢優先的方法，但還是可以用其來解決查詢相對重要的應用（如用戶登錄系統）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沖突，即給系統參數max_write_lock_count設置一個合適的值，當一個表的讀鎖達到這個值后，MySQL就暫時將寫請求的優先級降低，給讀進程一定獲得鎖的機會。

上面已經討論了寫優先調度機制帶來的問題和解決辦法。這 里還要強調一點：一些需要長時間運行的查詢操作，也會使寫進程“餓死”！因此，應用中應盡量避免出現長時間運行的查詢操作，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，往往比較復雜，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，從而減少鎖沖突。如果復雜查詢不可避免，應盡量安排在數據庫空閑時段執行，比如一些定期統計可以安排在夜間執行。

后續會為大家講解InnoDB鎖。

對于以上關于mysql鎖實現機制原理，大家是不是覺得非常有幫助。如果需要了解更多內容，請繼續關注我們的行業資訊，相信你會喜歡上這些內容的。