鎖（MySQL篇）—之MyISAM表鎖

 

前言

鎖是計算機協調多個進程或線程併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）的爭用之外，數據也是一種供許多用戶共享的資源。如何保證數據併發訪問的一致性、有效性是全部數據庫必須解決的一個問題，鎖衝突也是影響數據庫併發訪問的一個重要因素。

MySQL表概述

相比其餘數據庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其最顯著的特色是不一樣的存儲引擎支持不一樣的鎖機制。好比，MyISAM和MEMORY存儲引擎採用的是表級鎖（table-level locking）；BDB存儲引擎採用的是頁面鎖（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，但默認狀況下是採用行級鎖。 
MySQL這3種鎖的特性大體概括以下

• 表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生所衝突的機率最高，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，發生所衝突的機率最低，併發度最高。
• 頁面鎖：開銷和加鎖時間介於表鎖和行鎖之間；會出現死鎖；鎖定粒度介於表鎖和行鎖之間，併發度通常。 
  從上述特色可見，很難籠統地說哪一種鎖更好，只能就具體應用的特色來講哪一種鎖更合適！僅從鎖的角度來講，表級鎖更適合於以查詢爲主，只有少許按索引條件更新數據的應用，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不一樣的數據，同時又有併發查詢的應用，如一些在線事務處理（OPTP）系統。

MyISAM表鎖

MyISAM存儲引擎只支持表鎖，這也是MySQL開始幾個版本中惟一支持的鎖類型。隨着應用跟對事物完整性和併發性要求的不斷提升，MySQL纔開始開發基於事務的存儲引擎，後來慢慢出現了支持頁鎖的BDB存儲引擎和支持行鎖的InnoDB存儲引擎。可是MyISAM的表鎖依然是使用最爲普遍的鎖類型。

查詢表級鎖的爭用狀況：能夠經過檢查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%';
+----------------------------+-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------+-------+
| Table_locks_immediate      | 118   |
| Table_locks_waited         | 0     |
| Table_open_cache_hits      | 5     |
| Table_open_cache_misses    | 3     |
| Table_open_cache_overflows | 0     |
+----------------------------+-------+
5 rows in set (0.00 sec)

若是Table_locks_waited的值比較高，則說明存在着較嚴重的表級鎖爭用狀況。

MySQL表級鎖的鎖模式

MySQL的表級鎖有兩種模式：表共享讀鎖（Table Read Lock）和表獨佔寫鎖（Table Write Lock）。鎖模式的兼容性以下表所示。

當前模式\是否兼容\請求鎖模式	None	讀鎖	寫鎖
讀鎖	是	是	否
寫鎖	是	否	否

可見，對MyISAM表的讀操做，不會阻塞其餘用戶對同一表的讀請求，但會阻塞對同一表的寫請求；對MyISAM表的寫操做，則會阻塞其餘用戶對同一表的度和寫操做；MyISAM表的讀寫操做之間，以及寫操做之間是串行的。

如何加表鎖

MyISAM在執行查詢語句（select）前，會自動給涉及的全部表加讀鎖，在執行更新操做（update、delete、insert等）前，會自動給涉及的表加寫鎖，這個過程並不須要用戶干預，所以，用戶通常不須要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。 
給MyISAM表顯式加鎖，通常是爲了在必定程度模擬事務操做，實現對某一時間點多個表的一致性讀取。例如，有個訂單表orders，其中記錄有個訂單的總金額total，同時還有一個訂單明細表order_detail，其中記錄有個訂單每一產品的金額小計subtotal，假設須要查找這兩個表的額金額合計是否相符，可能就須要執行以下兩條SQL語句：

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

　　

這是，若是不先給兩個表加鎖，就可能產生錯誤的結果，由於地一條語句執行過程當中，order_detail表可能已經發生了改變，所以，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;

　　

• 以上的例子在LOCK TABLES時加了「local」選項，其做用就是在知足MyISAM表併發插入條件的狀況下，容許其餘用戶在表尾併發插入記錄；
• 在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時，必須同時取得全部涉及表的鎖，而且MySQL不支持鎖升級，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，若是加的是讀鎖，那麼只能執行查詢操做，而不能執行更新操做。在自動加鎖的狀況下也是如此，MyISAM老是一次得到SQL語句所須要的所有鎖，這也正是MyISAM表不會出現死鎖（Deadlock Free）的緣由。

併發插入（Concurrent Inserts）

前面提到的MyISAM表的讀和寫是串行的，但這是就整體而言的，在必定條件下，MyISAM表也支持查詢和插入操做的併發進行。 
MyISAM存儲引擎有一個系統變量concurrent_insert，專門用以控制其併發插入的行爲，其值分別能夠爲0、1或2.

• 當concurrent_insert設置爲0時，不容許併發插入。
• 當concurrent_insert設置爲1時，若是MyISAM表中沒有空洞（即表的中間沒有被刪除的行），MyISAM容許在一個進程讀表的同時，另外一個進程從表尾插入記錄，這也是MyISAM的默認設置。
• 當concurrent_insert設置爲2時，不管MyISAM表中有沒有空洞，都容許在表尾併發插入記錄。

MyISAM的鎖調度

因爲MyISAM存儲引擎的讀鎖和寫鎖是互斥的，讀寫操做是串行的。那麼一個進程該請求某個MyISAM表的讀鎖，同時另外一個進程也請求同一表的寫鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫進程先得到鎖。不只如此，即便讀請求先到鎖等待隊列，寫請求後到，寫鎖也會插到讀鎖以前！這是由於MySQL認爲寫請求通常比讀請求要重要。這也正是MyISAM表不大適合於有大量更新操做和查詢操做應用的緣由，由於，大量的更新操做會形成查詢操做很難得到讀鎖，從而可能永遠阻塞。這種狀況有可能就會變得很是糟糕！幸虧能夠經過一些設置來調節MyISAM的調度行爲。

• 經過指定啓動參數low-priority-updates，使MyISAM引擎默認給予讀請求以優先的權利。
• 經過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,是該鏈接發出的更新請求優先級下降。
• 經過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性，下降該語句的優先級。

雖然以上3種方法都是要麼更新優先，要麼查詢優先的方法，但仍是能夠用其來解決查詢相對重要的應用（如用戶登陸系統）中讀鎖等待嚴重的問題。

另外，MySQL也提供了一種折中的方法來調節讀寫衝突，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以後，MySQL就暫時將寫請求的優先級下降，給讀進程必定得到鎖的機會。

小結

以上說明了寫優先調度機制帶來的問題和解決辦法，這裏還要強調一點：一些須要長時間運行的查詢操做，也會使寫進程「餓死」！所以，應用中應儘可能避免出現長時間運行的查詢操做，不要總想用一條select語句來解決問題，由於這種看似巧妙的SQL語句，每每比較複雜，執行時間較長，在可能的狀況下能夠經過使用中間表等措施對SQL語句作必定的「分解」，是每一步查詢都能在較短期完成，從而減小鎖衝突。若是複雜查詢不可避免，應儘可能安排在數據庫空閒時段執行，好比一些按期統計能夠安排在夜間執行。