锁概述
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(避免争抢)。
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。
锁分类
从对数据操作的粒度分 :
1) 表锁:操作时,会锁定整个表。
2) 行锁:操作时,会锁定当前操作行。
从对数据操作的类型分:
1) 读锁(共享锁):针对同一份数据,多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
2) 写锁(排它锁):当前操作没有完成之前,它会阻断其他写锁和读锁。
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。下表中罗列出了各存储引擎对锁的支持情况:
存储引擎 | 表级锁 | 行级锁 | 页面锁 |
---|---|---|---|
MyISAM | 支持 | 不支持 | 不支持 |
InnoDB | 支持 | 支持 | 不支持 |
MEMORY | 支持 | 不支持 | 不支持 |
BDB | 支持 | 不支持 | 支持 |
MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下 :
锁类型 | 特点 |
---|---|
表级锁 | 偏向MyISAM 存储引擎,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 | 偏向InnoDB 存储引擎,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,同时又有并查询的应用,如一些在线事务处理(OLTP)系统。
MyISAM 表锁
MyISAM 存储引擎只支持表锁,这也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。
如何加表锁
MyISAM 在执行查询语句(SELECT)前,会自动给涉及的所有表加读锁,在执行更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT 等)前,会自动给涉及的表加写锁,这个过程并不需要用户干预,因此,用户一般不需要直接用 LOCK TABLE 命令给 MyISAM 表显式加锁。
1) 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;
2) 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;
简而言之,就是读锁会阻塞写,但是不会阻塞读。而写锁,则既会阻塞读,又会阻塞写。
InnoDB 行锁
行锁介绍
行锁特点 :偏向InnoDB 存储引擎,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。
InnoDB 与 MyISAM 的最大不同有两点:一是支持事务;二是 采用了行级锁。
事务及其ACID属性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元。
事务具有以下4个特性,简称为事务ACID属性。
ACID属性 | 含义 |
---|---|
原子性(Atomicity) | 事务是一个原子操作单元,其对数据的修改,要么全部成功,要么全部失败。 |
一致性(Consistent) | 在事务开始和完成时,数据都必须保持一致状态。 |
隔离性(Isolation) | 数据库系统提供一定的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的 “独立” 环境下运行。 |
持久性(Durable) | 事务完成之后,对于数据的修改是永久的。 |
并发事务处理带来的问题
问题 | 含义 |
---|---|
丢失更新(Lost Update) | 当两个或多个事务选择同一行,最初的事务修改的值,会被后面的事务修改的值覆盖。 |
脏读(Dirty Reads) | 当一个事务正在访问数据,并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时,另外一个事务也访问这个数据,然后使用了这个数据。 |
不可重复读(Non-Repeatable Reads) | 一个事务在读取某些数据后的某个时间,再次读取以前读过的数据,却发现和以前读出的数据不一致。 |
幻读(Phantom Reads) | 一个事务按照相同的查询条件重新读取以前查询过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据。 |
事务隔离级别
为了解决上述提到的事务并发问题,数据库提供一定的事务隔离机制来解决这个问题。数据库的事务隔离越严格,并发副作用越小,但付出的代价也就越大,因为事务隔离实质上就是使用事务在一定程度上“串行化” 进行,这显然与“并发” 是矛盾的。
数据库的隔离级别有4个,由低到高依次为Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable,这四个级别可以逐个解决脏写、脏读、不可重复读、幻读这几类问题。
隔离级别 | 丢失更新 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
---|---|---|---|---|
Read uncommitted | × | √ | √ | √ |
Read committed | × | × | √ | √ |
Repeatable read(默认) | × | × | × | √ |
Serializable | × | × | × | × |
备注 : √ 代表可能出现 , × 代表不会出现 。
总结
InnoDB存储引擎由于实现了行级锁定,虽然在锁定机制的实现方面带来了性能损耗可能比表锁会更高一些,但是在整体并发处理能力方面要远远由于MyISAM的表锁的。
当系统并发量较高的时候,InnoDB的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势。
但是,InnoDB的行级锁同样也有其脆弱的一面,当我们使用不当的时候,可能会让InnoDB的整体性能表现不仅不能比MyISAM高,甚至可能会更差。
优化建议:
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尽可能让所有数据检索都能通过索引来完成,避免无索引行锁升级为表锁。
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合理设计索引,尽量缩小锁的范围
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尽可能减少索引条件,及索引范围,避免间隙锁
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尽量控制事务大小,减少锁定资源量和时间长度
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尽可使用低级别事务隔离(但是需要业务层面满足需求)
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