關於mysql鎖機制原理的詳細講解（一）

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中，除传统的 计算资源（如CPU、RAM、I/O等）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一 个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。本章我们着重讨论MySQL锁机制 的特点，常见的锁问题，以及解决MySQL锁问题的一些方法或建议。 
Mysql用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。这些锁统称为悲观锁(Pessimistic Lock)。

MySQL锁概述

相对其他数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，其最 显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。比如，MyISAM和MEMORY存储引擎采用的是表级锁（table-level locking）；BDB存储引擎采用的是页面锁（page-level locking），但也支持表级锁；InnoDB存储引擎既支持行级锁（row-level locking），也支持表级锁，但默认情况下是采用行级锁。 
表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。 
行级锁：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。 
页面锁：开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般 
从上述特点可见，很难笼统地说哪种锁更好，只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适！仅从锁的角度 来说：表级锁更适合于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如Web应用；而行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有 并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。

MyISAM表锁

MySQL的表级锁有两种模式：表共享读锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）。 
对MyISAM表的读操作，不会阻塞其他用户对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求；对 MyISAM表的写操作，则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作；MyISAM表的读操作与写操作之间，以及写操作之间是串行的！根据如表20-2所示的 例子可以知道，当一个线程获得对一个表的写锁后，只有持有锁的线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待，直到锁被释放为止。

MyISAM存储引擎的写锁阻塞读例子： 
当一个线程获得对一个表的写锁后，只有持有锁的线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待，直到锁被释放为止。 

MyISAM存储引擎的读锁阻塞写例子: 
一个session使用LOCK TABLE命令给表film_text加了读锁，这个session可以查询锁定表中的记录，但更新或访问其他表都会提示错误；同时，另外一个session可以查询表中的记录，但更新就会出现锁等待。 

如何加表锁

MyISAM在執行查詢語句（SELECT）前，會自動為涉及的所有表加讀鎖，在執行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會自動為涉及的表加寫鎖，這個過程並不需要使用者乾預，因此，使用者一般不需要直接用LOCK TABLE指令來為MyISAM表明確加鎖。在範例中，顯式加鎖基本上都是為了演示而已，並非必須如此。 
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，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，可能就需要執行以下兩個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表並發插入條件的情況下，允許其他使用者在表尾並發插入記錄，有關MyISAM表的並發插入問題，在後面還會進一步介紹。 
2、在用LOCK TABLES為表明確加表鎖時，必須同時取得所有涉及到表的鎖，且MySQL不支援鎖定升級。也就是說，在執行LOCK TABLES後，只能存取明確加鎖的這些表，不能存取未加鎖的表；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，MyISAM總是一次獲得SQL語句所需的全部鎖。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，就要透過與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）但是透過別名存取會提示錯誤：

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 = &#39;Lisa&#39; and a.last_name = &#39;Tom&#39; 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）依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 = &#39;Lisa&#39; and a.last_name = &#39;Tom&#39; 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)

#查詢表級鎖定爭用情況

可以透過檢查table_locks_waited和table_locks_immediate狀態變數來分析系統上的表格鎖定爭奪：

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，則表示存在較嚴重的表級鎖定爭用情況。

並發插入（Concurrent Inserts）

#######上文提到MyISAM表的讀和寫是串列的，但這是就總體而言的。在一定條件下，MyISAM表也支援查詢和插入操作的並發進行。 ###MyISAM儲存引擎有一個系統變數concurrent_insert，專門用於控制其並發插入的行為，其值分別可以為0、1或2。 ######1、當concurrent_insert設定為0時，不允許並發插入。 ######2、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允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的預設值。 ######3、當concurrent_insert設定為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾並發插入記錄。 ######在下面的例子中，session_1得到了一個表的READ LOCAL鎖，該線程可以對錶進行查詢操作，但不能對錶進行更新操作；其他的線程（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並發插入操作，這裡假設該表中間不存在空洞。 ######上文提到過MyISAM表的讀和寫是串列的，但這是就整體而言的。在一定條件下，MyISAM表也支援查詢和插入操作的並發進行。 ###MyISAM儲存引擎有一個系統變數concurrent_insert，專門用於控制其並發插入的行為，其值分別可以為0、1或2。 ###

當concurrent_insert設定為0時，不允許並發插入。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允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄。這也是MySQL的預設值。當concurrent_insert設定為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾並發插入記錄。

在下面的例子中，session_1得到了一個表的READ LOCAL鎖，該線程可以對錶進行查詢操作，但不能對錶進行更新操作；其他的線程（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並發插入操作，這裡假設該表中間不存在空洞。

MyISAM儲存引擎的讀寫（INSERT）並發範例：

#可以利用MyISAM儲存引擎的並發插入特性，來解決應用程式中對相同表查詢和插入的鎖爭用。例如，將concurrent_insert系統變數設為2，總是允許並發插入；同時，透過定期在系統空閒時段執行 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的鎖定調度

在前面講過，MyISAM儲存引擎的讀取鎖定和寫入鎖定是互斥的，讀取和寫入操作是串行的。那麼，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該如何處理呢？答案是寫進程先獲得鎖。不僅如此，即使讀取請求先到鎖等待佇列，寫入請求後 到，寫鎖也會插到讀鎖請求之前！這是因為MySQL認為寫入請求一般比讀取請求重要。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！幸好我們可以透過一些設定來調節MyISAM 的調度行為。

1、透過指定啟動參數low-priority-updates，使MyISAM引擎預設給予讀取請求以優先的權利。

2、透過執行指令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該連線所發出的更新請求優先權降低。

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

雖然上面3種方法都是要更新優先，或是查詢優先的方法，但還是可以用其來解決查詢相對重要的應用程式（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，即給系統參數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就暫時將寫請求的優先權降低，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所帶來的問題和解決方法。這 裡還要強調一點：一些需要長時間運行的查詢操作，也會讓寫入進程「餓死」！因此，應用程式應盡量避免長時間運行的查詢操作，不要總是想用一條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透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，從而減少鎖定衝突。如果複雜查詢不可避免，應盡量安排在資料庫空閒時段執行，例如一些定期統計可以安排在夜間執行。

後續會為大家講解InnoDB鎖定。

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