• 高性能MySQL(二):并发控制


    无论何时,只要有多个查询需要在同一时刻修改数据,都会产生并发控制的问题。

    读写锁

    在处理并发读或者写时,可以通过实现一个由两种类型的锁组成的锁系统来解决问题。这两种类型的锁通常被称为共享锁(shared lock)和排他锁(exclusive lock),也叫读锁(read lock)和写锁(write lock)

    锁的概念如下:

    读锁是共享的,或者说是相互不阻塞的。多个客户在同一时刻可以同时读取同一个资源,而互不干扰。

    写锁则是排他的,也就是说一个写锁会阻塞其他的写锁和读锁,这是出于安全策略的考虑,只有这样,才能确保在给定的时间里,只有一个用户能执行写入,并防止其他用户读取正在写入的同一资源。

    在实际的数据库系统中,每时每刻都在发生锁定,当某个用户在修改某一部分数据时,MySQL会通过锁定防止其他用户读取同一数据。大多数时候,MySQL锁的内部管理都是透明的(自动加锁)。

    锁粒度

    一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。尽量只锁定需要修改的部分数据,而不是所有的资源。更理想的方式是,只对会修改的数据片进行精确的锁定。任何时候,在给定的资源上,锁定的数据量越少,则系统的并发程度越高,只要相互之间不发生冲突即可。

    MySQL则提供了多种选择。每种MySQL存储引擎都可以实现自己的锁策略和锁粒度。

    表锁(table lock)

    表锁是MySQL中最基本的锁策略,并且是开销最小的策略。它会锁定整张表,一个用户在对表进行写操作(插入、删除、更新等)前,需要先获得写锁,这会阻塞其他用户对该表的所有读写操作。只有没有写锁时,其他读取的用户才能获得读锁,读锁之间是不相互阻塞的。

    在特定的场景中,表锁也可能有良好的性能。例如,READ LOCAL表锁支持某些类型的并发写操作。另外,写锁也比读锁有更高的优先级,因此一个写锁请求可能会被插入到读锁队列的前面(写锁可以插入到锁队列中读锁的前面,反之读锁则不能插入到写锁的前面)。

    尽管存储引擎可以管理自己的锁,MySQL本身还是会使用各种有效的表锁来实现不同的目的。例如,服务器会为诸如ALTER TABLE之类的语句使用表锁,而忽略存储引擎的锁机制。

    表锁的优势:开销小;加锁快;无死锁
    表锁的劣势:锁粒度大,发生锁冲突的概率高,并发处理能力低
    加锁的方式:自动加锁。查询操作(SELECT),会自动给涉及的所有表加读锁,更新操作(UPDATE、DELETE、INSERT),会自动给涉及的表加写锁。也可以显示加锁:
    共享读锁:lock table tableName read;
    独占写锁:lock table tableName write;
    批量解锁:unlock tables;

    行级锁(row lock)

    行级锁可以最大程度地支持并发处理(同时也带来了最大的锁开销)。在InnoDB和XtraDB,以及其他一些存储引擎中实现了行级锁。行级锁只在存储引擎层实现,而MySQL服务器层没有实现。服务器层完全不了解存储引擎中的锁实现,所有的存储引擎都以自己的方式显现了锁机制。

    行锁的劣势:开销大;加锁慢;会出现死锁
    行锁的优势:锁的粒度小,发生锁冲突的概率低;处理并发的能力强
    加锁的方式:自动加锁。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁;对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁;当然我们也可以显示的加锁:
    共享锁:select * from tableName where ... + lock in share mode
    排他锁:select * from tableName where ... + for update 

    InnoDB的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁。并且该索引不能失效,否则都会从行锁升级为表锁。

     

    间隙锁

    在行级锁的基础上,当用范围条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁;对于键值在条件范围内但并不存在的记录,叫做"间隙(GAP)"。InnoDB也会对这个"间隙"加锁,这种锁机制就是所谓的间隙锁(Next-Key锁)。

    # 事务1
    mysql> update innodb_lock set k=66 where id >=6;
    Query OK, 1 row affected (0.33 sec)
    mysql> commit;
     
    # 事务2
    mysql> insert into innodb_lock (id,k,v) values(8,'8','8000');
    Query OK, 1 row affected (12.99 sec)

    第一个事务锁住了不存在的id,导致第二个事务执行插入时阻塞。

    危害(坑):若执行的条件是范围过大,则InnoDB会将整个范围内所有的索引键值全部锁定,很容易对性能造成影响。

     

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