關於數據庫鎖的那些事

鎖對於傳統數據庫來講是很是重要的, 裏面也摻雜各類權衡, 概念類較多, 本文只針對部份內容作了講解.

1. 從影響的數據範圍看數據庫鎖

行鎖

單獨給一行數據記錄加鎖, mysql 中 咱們經常使用的 InnoDB 引擎支持行鎖.

優點: 是常見關係型數據庫中鎖粒度最小的一種鎖, 可以有效的提升併發操做.

劣勢: 消耗更多資源, 用法不規範容易產生死鎖

表鎖

顧名思義, 對當前操做的整張表加鎖,是目前 mysql 鎖粒度最大的一種

最多見的 myisam 引擎使用表鎖.

InnoDB 引擎 sql 使用不當(如非主鍵、索引條件)會退化爲表鎖.

優點: 併發讀沒問題, 消耗資源少, 加減鎖速度快, 能夠避免死鎖.

劣勢: 大部分狀況下DML操做併發低, 頻繁對全表加鎖, 發生鎖衝突的機率很是高.

頁鎖

頁鎖是介於比表鎖和行鎖之間的一種鎖, 只是對數據頁進行鎖定

頁級鎖是MySQL中鎖定粒度介於行級鎖和表級鎖中間的一種鎖。表級鎖速度快，但併發低，行級併發高，但耗資源。因此取了折衷的頁級，一次鎖定數據頁中相鄰的一組記錄

mysql 中的BDB引擎支持頁級鎖

大概鎖的層次結構關係

2. 深刻 mysql 的鎖

鎖分類 (latch 和 lock)

在 mysql 數據庫中, 從全局看, 共分爲這兩種鎖, 但他們的用處有很大區別.

latch 直譯過來爲「門閂(shuān)」, 相似於下圖

它在數據庫中的學名叫作 閂鎖（一種輕量級的鎖), 在 InnoDB 存儲引擎中，latch又能夠分爲 mutex（互斥量）和 rwlock（讀寫鎖）, 其目的是用來保證併發線程操做臨界資源的正確性，而且一般沒有死鎖檢測的機制.

# 查看關於閂鎖的統計信息
SHOW ENGINE INNODB MUTEX ;  
+--------+------------------------+---------+
| Type   | Name                   | Status  |
+--------+------------------------+---------+
| InnoDB | rwlock: log0log.cc:838 | waits=1 |
+--------+------------------------+---------+
複製代碼

lock 鎖, 是咱們打交道最多的一種, 它主要針對的是事務，用來鎖定的是數據庫中的對象，如前面提到的表鎖、頁鎖、行鎖。而且通常lock的對象僅在事務 commit 或 rollback 後進行釋放（不一樣事務隔離級別釋放的時間可能不一樣）。此外，lock，正如在大多數數據庫中同樣，是有死鎖機制的.

3. InnoDB 實現 lock 鎖分類

共享鎖 (S Lock)

容許事物讀取數據

當你拿到了共享鎖, 你能夠讀取這條數據, 另外一我的一樣能夠拿到共享鎖去讀取數據(這裏咱們稱爲鎖兼容)

可是同時另外一我的也來了, 他同時想要拿排他鎖去更新此條數據,那麼他必須等待釋放共享鎖才能夠拿到排他鎖更新數據(這裏咱們稱之爲鎖不兼容)

排他鎖 (X Lock)

容許事物刪除或更新一行數據

前面咱們舉例了 若是別人已經持有共享鎖了, 其餘人是不能擁有排他鎖的.

當一我的拿到此條數據的排他鎖, 不能同時再拿到排他鎖和共享鎖的(鎖不兼容).

排他鎖(X Lock)和任何鎖都不兼容.

4. Innodb 面對鎖是怎麼讀取的

一致性的非鎖定讀

咱們知道 當咱們頻繁 更新數據 加排他鎖 (X Lock) 的時候, 由於其鎖的不兼容性, 會嚴重影響正常的數據查詢性能.

一致性的非鎖定讀 是指 InnoDB 存儲引擎經過行多版本控制（multi versioning）的方式來讀取當前執行時間數據庫中行的數據。若是讀取的行正在執行 DELETE 或 UPDATE 操做，這時讀取操做不會所以去等待行上鎖的釋放。相反地，InnoDB 存儲引擎會去讀取行的一個快照數據

一致性非鎖定讀的快照數據實際上是讀的 undo 數據(undo是用來回滾事務中的數據), 沒有額外的鎖操做, 因此讀取速度很是的快.

一致性的非鎖定讀由於不須要等待排他鎖 (X Lock) 的釋放, 因此極大的提升了併發的性能, 在 innodb 事務隔離級別 不可重複讀（read-committed）、可重複讀（repeatable-read 默認級別) select 使用的是 一致性的非鎖定讀.

思考: 一致性的非鎖定讀 解決了什麼問題? 帶來了什麼問題?

一致性鎖定讀

在一些強一致的場景, 咱們是但願讓用戶讀取到的永遠是最新的數據. 這時候, 咱們須要使用 一致性鎖定讀 的場景.

下面展現了兩種基於數據庫查詢語句上X鎖和S鎖, 通常與顯示的事務組合使用.

SELECT…FOR UPDATE對讀取的行記錄加一個X鎖，其餘事務不能對已鎖定的行加上任何鎖

SELECT…LOCK IN SHARE MODE對讀取的行記錄加一個S鎖，其餘事務能夠向被鎖定的行加S鎖，可是若是加X鎖，則會被阻塞

FOR UPDATE 也是咱們常常所說的悲觀鎖, 對應的還有樂觀鎖, 樂觀鎖更可能是業務層面的實現, 這裏再也不講述.

死鎖

死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程當中，因爲競爭資源或者因爲彼此通訊而形成的一種阻塞的現象，若無外力做用，它們都將沒法推動下去.

目前主要仍是靠業務邏輯來解決, 若是程序是串行, 就不會產生死鎖, 只有併發狀況下才有可能產生, 程序並行+數據庫並行(行級鎖)運行, 可能會發生死鎖.

這裏可使用此命令查看全部線程, 對應的提示直接 kill 掉便可

show processlist
複製代碼

查看目前鎖的狀況

1：查看當前的事務
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_TRX;

2：查看當前鎖定的事務

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

3：查看當前等鎖的事務
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS;
複製代碼

固然你也能夠經過配置 innodb_lock_wait_timeout 屬性,來指定鎖的超時時間, 超時數據庫系統自動 kill.

不過若是出現了長時間獲取不到鎖, 數據庫會自動進行死鎖檢測, 並進行終止.

固然,保證業務中操做數據庫的執行順序, 避免交叉執行, 基本可以避免的死鎖狀況。

總結

本文一部分參考概念 《mysql 技術內幕》一書.

更多有趣的計算機技術關注 呆呆熊一點通 :