转自：http://blogold.chinaunix.net/u3/102731/showart_2270571.html
http://book.51cto.com/art/200803/68118.htm
摘要：《深 入浅出MySQL——数据库开发、优化与管理维护》从数据库的基础、开发、优化、管理4方面对MySQL进行了详细的介绍，其中每一部分都独立成篇，每一 篇又包括多个章节。本书面向实用，内容覆盖广泛，讲解由浅入深，适合于各个层次的读者。
第20章 锁问题
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。
20.1 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。
MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下。
·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。这一点在本书的“开发篇”介绍表类型的选择时，也曾提到过。下面几节我们重点介绍MySQL表锁和InnoDB行锁的问题，由于BDB已经被 InnoDB取代，即将成为历史，在此就不做进一步的讨论了。
20.2 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。随着应用对事务完整性和并发性要求的不断提高，MySQL才开 始开发基于事务的存储引擎，后来慢慢出现了支持页锁的BDB存储引擎和支持行锁的InnoDB存储引擎（实际InnoDB是单独的一个公司，现在已经被 Oracle公司收购）。但是MyISAM的表锁依然是使用最为广泛的锁类型。本节将详细介绍MyISAM表锁的使用。
20.2.1 查询表级锁争用情况
可以通过检查table_locks_waited和table_locks_immediate状态变量来分析系统上的表锁定争夺：
mysql> show status like 'table%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+-----------------------+-------+
| Table_locks_immediate | 2979 |
| Table_locks_waited | 0 |
+-----------------------+-------+
2 rows in set (0.00 sec))
|
如果Table_locks_waited的值比较高，则说明存在着较严重的表级锁争用情况。
20.2.2 MySQL表级锁的锁模式
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）。锁模式的兼容性如表20-1所示。
表20-1 MySQL中的表锁兼容性
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请求锁模式
是否兼容
当前锁模式
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None
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读锁
|
写锁
|
|
读锁
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是
|
是
|
否
|
|
写锁
|
是
|
否
|
否
|
可见，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。
表20-2 MyISAM存储引擎的写阻塞读例子
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session_1
|
session_2
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获得表film_text的WRITE锁定
mysql> lock table film_text write;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
|
当前session对锁定表的查询、更新、插入操 作都可以执行：
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;
+---------+-------------+
| film_id | title |
+---------+-------------+
| 1001 | Update Test |
+---------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1003,'Test');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
|
其他session对锁定表的查询被 阻塞，需要等待锁被释放：
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;
等待
|
|
释放锁：
mysql> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
等待
|
|
|
Session2获得锁，查询返回：
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;
+---------+-------+
| film_id | title |
+---------+-------+
| 1001 | Test |
+---------+-------+
1 row in set (57.59 sec)
|
20.2.3 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。在本书的示例中，显式加锁基本上都是为了方便而已，并非必须如此。
给MyISAM表显示加锁，一般是为了在一定程度模拟事务操作，实现对某一时间点多个表的一致性读取。例如，有一个订单表orders，其中记录有 各订单的总金额total，同时还有一个订单明细表order_detail，其中记录有各订单每一产品的金额小计subtotal，假设我们需要检查这 两个表的金额合计是否相符，可能就需要执行如下两条SQL：
Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;
|
这时，如果不先给两个表加锁，就可能产生错误的结果，因为第一条语句执行过程中，order_detail表可能已经发生了改变。因此，正确的方法 应该是：
Lock tables orders read local, order_detail read local;
Select sum(total) from orders;
Select sum(subtotal) from order_detail;
Unlock tables;
|
要特别说明以下两点内容。
·上面的例子在LOCK TABLES时加了“local”选项，其作用就是在满足MyISAM表并发插入条件的情况下，允许其他用户在表尾并发插入记录，有关MyISAM表的并 发插入问题，在后面的章节中还会进一步介绍。
·在用LOCK TABLES给表显式加表锁时，必须同时取得所有涉及到表的锁，并且MySQL不支持锁升级。也就是说，在执行LOCK TABLES后，只能访问显式加锁的这些表，不能访问未加锁的表；同时，如果加的是读锁，那么只能执行查询操作，而不能执行更新操作。其实，在自动加锁的 情况下也基本如此，MyISAM总是一次获得SQL语句所需要的全部锁。这也正是MyISAM表不会出现死锁（Deadlock Free）的原因。
在如表20-3所示的例子中，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。
表20-3 MyISAM存储引擎的读阻塞写例子
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session_1
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session_2
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获得表film_text的READ锁定
mysql> lock table film_text read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
|
当前session可以查询该表记录
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;
+---------+------------------+
| film_id | title |
+---------+------------------+
| 1001 | ACADEMY DINOSAUR |
+---------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)
|
其他session也可以查询该表的 记录
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;
+---------+------------------+
| film_id | title |
+---------+------------------+
| 1001 | ACADEMY DINOSAUR |
+---------+------------------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
当前session不能查询没有锁定 的表
mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001;
ERROR 1100 (HY000): Table 'film' was not locked with LOCK TABLES
|
其他session可以查询或者更新 未锁定的表
mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001;
+---------+---------------+
| film_id | title |
+---------+---------------+
| 1001 | update record |
+---------+---------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> update film set title = 'Test' where film_id = 1001;
Query OK, 1 row affected (0.04 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
|
|
当前session中插入或者更新锁 定的表都会提示错误：
mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');
ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;
ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated
|
其他session更新锁定表会等待获得锁：
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;
等待
|
|
释放锁
mysql> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
等待
|
|
|
Session获得锁，更新操作完成：
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;
Query OK, 1 row affected (1 min 0.71 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
|
当使用LOCK TABLES时，不仅需要一次锁定用到的所有表，而且，同一个表在SQL语句中出现多少次，就要通过与SQL语句中相同的别名锁定多少次，否则也会出错！ 举例说明如下。
（1）对actor表获得读锁：
mysql> lock table actor read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
（2）但是通过别名访问会提示错误：
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 = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' and a.last_name <> b.last_name;
ERROR 1100 (HY000): Table 'a' was not locked with LOCK TABLES
|
（3）需要对别名分别锁定：
mysql> lock table actor as a read,actor as b read;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
（4）按照别名的查询可以正确执行：
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 = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' 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)
|
20.2.4 并发插入（Concurrent Inserts）
上文提到过MyISAM表的读和写是串行的，但这是就总体而言的。在一定条件下，MyISAM表也支持查询和插入操作的并发进行。
MyISAM存储引擎有一个系统变量concurrent_insert，专门用以控制其并发插入的行为，其值分别可以为0、1或2。
·当concurrent_insert设置为0时，不允许并发插入。
·当concurrent_insert设置为1时，如果MyISAM表中没有空洞（即表的中间没有被删除的行），MyISAM允许在一个进程读表 的同时，另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。
·当concurrent_insert设置为2时，无论MyISAM表中有没有空洞，都允许在表尾并发插入记录。
在如表20-4所示的例子中，session_1获得了一个表的READ LOCAL锁，该线程可以对表进行查询操作，但不能对表进行更新操作；其他的线程（session_2），虽然不能对表进行删除和更新操作，但却可以对该 表进行并发插入操作，这里假设该表中间不存在空洞。
表20-4 MyISAM存储引擎的读写（INSERT）并发例子
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session_1
|
session_2
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获得表film_text的READ LOCAL锁定
mysql> lock table film_text read local;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
|
当前session不能对锁定表进行 更新或者插入操作：
mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');
ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated
mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;
ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated
|
其他session可以进行插入操 作，但是更新会等待：
mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001;
等待
|
|
当前session不能访问其他session插入的记录：
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002;
Empty set (0.00 sec)
|
|
|
释放锁：
mysql> unlock tables;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
等待
|
|
当前session解锁后可以获得其 他session插入的记录：
mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002;
+---------+-------+
| film_id | title |
+---------+-------+
| 1002 | Test |
+---------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
|
Session2获得锁，更新操作完成：
mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001;
Query OK, 1 row affected (1 min 17.75 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
|
可以利用MyISAM存储引擎的并发插入特性，来解决应用中对同一表查询和插入的锁争用。例如，将 concurrent_insert系统变量设为2，总是允许并发插入；同时，通过定期在系统空闲时段执行OPTIMIZE TABLE语句来整理空间碎片，收回因删除记录而产生的中间空洞。有关OPTIMIZE TABLE语句的详细介绍，可以参见第18章中“两个简单实用的优化方法”一节的内容。
20.2.5 MyISAM的锁调度
前面讲过，MyISAM存储引擎的读锁和写锁是互斥的，读写操作是串行的。那么，一个进程请求某个MyISAM表的读锁，同时另一个进程也请求同一 表的写锁，MySQL如何处理呢？答案是写进程先获得锁。不仅如此，即使读请求先到锁等待队列，写请求后到，写锁也会插到读锁请求之前！这是因为 MySQL认为写请求一般比读请求要重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原因，因为，大量的更新操作会造成查询操作很 难获得读锁，从而可能永远阻塞。这种情况有时可能会变得非常糟糕！幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM的调度行为。
·通过指定启动参数low-priority-updates，使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。
·通过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使该连接发出的更新请求优先级降低。
·通过指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性，降低该语句的优先级。
虽然上面3种方法都是要么更新优先，要么查询优先的方法，但还是可以用其来解决查询相对重要的应用（如用户登录系统）中，读锁等待严重的问题。
另外，MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突，即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值，当一个表的读锁 达到这个值后，MySQL就暂时将写请求的优先级降低，给读进程一定获得锁的机会。
上面已经讨论了写优先调度机制带来的问题和解决办法。这里还要强调一点：一些需要长时间运行的查询操作，也会使写进程“饿死”！因此，应用中应尽量 避免出现长时间运行的查询操作，不要总想用一条SELECT语句来解决问题，因为这种看似巧妙的SQL语句，往往比较复杂，执行时间较长，在可能的情况下 可以通过使用中间表等措施对SQL语句做一定的“分解”，使每一步查询都能在较短时间完成，从而减少锁冲突。如果复杂查询不可避免，应尽量安排在数据库空 闲时段执行，比如一些定期统计可以安排在夜间执行。
20.3 InnoDB锁问题
InnoDB与MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务（TRANSACTION）；二是采用了行级锁。行级锁与表级锁本来就有许多不同之处， 另外，事务的引入也带来了一些新问题。下面我们先介绍一点背景知识，然后详细讨论InnoDB的锁问题。
20.3.1 背景知识
1．事务（Transaction）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个属性，通常简称为事务的ACID属性。
·原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全都执行，要么全都不执行。
·一致性（Consistent）：在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。这意味着所有相关的数据规则都必须应用于事务的修改，以保持数据 的完整性；事务结束时，所有的内部数据结构（如B树索引或双向链表）也都必须是正确的。
·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”环境执行。这意味着事务处理过程中的中 间状态对外部是不可见的，反之亦然。
·持久性（Durable）：事务完成之后，它对于数据的修改是永久性的，即使出现系统故障也能够保持。
银行转帐就是事务的一个典型例子。
2．并发事务处理带来的问题
相对于串行处理来说，并发事务处理能大大增加数据库资源的利用率，提高数据库系统的事务吞吐量，从而可以支持更多的用户。但并发事务处理也会带来一 些问题，主要包括以下几种情况。
·更新丢失（Lost Update）：当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题－－最后的更 新覆盖了由其他事务所做的更新。例如，两个编辑人员制作了同一文档的电子副本。每个编辑人员独立地更改其副本，然后保存更改后的副本，这样就覆盖了原始文 档。最后保存其更改副本的编辑人员覆盖另一个编辑人员所做的更改。如果在一个编辑人员完成并提交事务之前，另一个编辑人员不能访问同一文件，则可避免此问 题。
·脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加 控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。
·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，却发现其读出的数据已经发生了改变、或某些记录已经被删除了！这种现象就叫 做“不可重复读”。
·幻读（Phantom Reads）：一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据，这种现象就称为“幻读”。
3．事务隔离级别
在上面讲到的并发事务处理带来的问题中，“更新丢失”通常是应该完全避免的。但防止更新丢失，并不能单靠数据库事务控制器来解决，需要应用程序对要 更新的数据加必要的锁来解决，因此，防止更新丢失应该是应用的责任。
“脏读”、“不可重复读”和“幻读”，其实都是数据库读一致性问题，必须由数据库提供一定的事务隔离机制来解决。数据库实现事务隔离的方式，基本上 可分为以下两种。
·一种是在读取数据前，对其加锁，阻止其他事务对数据进行修改。
·另一种是不用加任何锁，通过一定机制生成一个数据请求时间点的一致性数据快照（Snapshot)，并用这个快照来提供一定级别（语句级或事务 级）的一致性读取。从用户的角度来看，好象是数据库可以提供同一数据的多个版本，因此，这种技术叫做数据多版本并发控制（MultiVersion Concurrency Control，简称MVCC或MCC），也经常称为多版本数据库。
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事务在一定程度上“串行化”进行，这显然与“并发”是矛 盾的。同时，不同的应用对读一致性和事务隔离程度的要求也是不同的，比如许多应用对“不可重复读”和“幻读”并不敏感，可能更关心数据并发访问的能力。
为了解决“隔离”与“并发”的矛盾，ISO/ANSI SQL92定义了4个事务隔离级别，每个级别的隔离程度不同，允许出现的副作用也不同，应用可以根据自己的业务逻辑要求，通过选择不同的隔离级别来平衡 “隔离”与“并发”的矛盾。表20-5很好地概括了这4个隔离级别的特性。
表20-5 4种隔离级别比较
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读数据一致性及允许的并发 副作用
隔离级别
|
读数据一 致性
|
脏读
|
不可重复读
|
幻读
|
|
未提交读（Read uncommitted）
|
最低级别，只能保证不读取物理上损坏的数据
|
是
|
是
|
是
|
|
已提交度（Read committed）
|
语句级
|
否
|
是
|
是
|
|
可重复读（Repeatable read）
|
事务级
|
否
|
否
|
是
|
|
可序列化（Serializable）
|
最高级别，事务级
|
否
|
否
|
否
|
最后要说明的是：各具体数据库并不一定完全实现了上述4个隔离级别，例如，Oracle只提供Read committed和Serializable两个标准隔离级别，另外还提供自己定义的Read only隔离级别；SQL Server除支持上述ISO/ANSI SQL92定义的4个隔离级别外，还支持一个叫做“快照”的隔离级别，但严格来说它是一个用MVCC实现的Serializable隔离级别。MySQL 支持全部4个隔离级别，但在具体实现时，有一些特点，比如在一些隔离级别下是采用MVCC一致性读，但某些情况下又不是，这些内容在后面的章节中将会做进 一步介绍。
20.3.2 获取InnoDB行锁争用情况
可以通过检查InnoDB_row_lock状态变量来分析系统上的行锁的争夺情况：
mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
+-------------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------------+-------+
| InnoDB_row_lock_current_waits | 0 |
| InnoDB_row_lock_time | 0 |
| InnoDB_row_lock_time_avg | 0 |
| InnoDB_row_lock_time_max | 0 |
| InnoDB_row_lock_waits | 0 |
+-------------------------------+-------+
5 rows in set (0.01 sec)
|
如果发现锁争用比较严重，如InnoDB_row_lock_waits和InnoDB_row_lock_time_avg的值比较高，还可以通 过设置InnoDB Monitors来进一步观察发生锁冲突的表、数据行等，并分析锁争用的原因。
具体方法如下：
mysql> CREATE TABLE innodb_monitor(a INT) ENGINE=INNODB;
Query OK, 0 rows affected (0.14 sec)
|
然后就可以用下面的语句来进行查看：
mysql> Show innodb status\G;
*************************** 1. row ***************************
Type: InnoDB
Name:
Status:
…
…
------------
TRANSACTIONS
------------
Trx id counter 0 117472192
Purge done for trx's n:o < 0 117472190 undo n:o < 0 0
History list length 17
Total number of lock structs in row lock hash table 0
LIST OF TRANSACTIONS FOR EACH SESSION:
---TRANSACTION 0 117472185, not started, process no 11052,
OS thread id 1158191456
MySQL thread id 200610, query id 291197 localhost root
---TRANSACTION 0 117472183, not started, process no 11052,
OS thread id 1158723936
MySQL thread id 199285, query id 291199 localhost root
Show innodb status
…
|
监视器可以通过发出下列语句来停止查看：
mysql> DROP TABLE innodb_monitor;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
|
设置监视器后，在SHOW INNODB STATUS的显示内容中，会有详细的当前锁等待的信息，包括表名、锁类型、锁定记录的情况等，便于进行进一步的分析和问题的确定。打开监视器以后，默认 情况下每15秒会向日志中记录监控的内容，如果长时间打开会导致.err文件变得非常的巨大，所以用户在确认问题原因之后，要记得删除监控表以关闭监视 器，或者通过使用“--console”选项来启动服务器以关闭写日志文件。
20.3.3 InnoDB的行锁模式及加锁方法
InnoDB实现了以下两种类型的行锁。
共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
排他锁（X)：允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。
另外，为了允许行锁和表锁共存，实现多粒度锁机制，InnoDB还有两种内部使用的意向锁（Intention Locks），这两种意向锁都是表锁。
意向共享锁（IS）：事务打算给数据行加行共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。
意向排他锁（IX）：事务打算给数据行加行排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。
上述锁模式的兼容情况具体如表20-6所示。
表20-6 InnoDB行锁模式兼容性列表
|
请求锁模式
是否兼容
当前锁模式
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X
|
IX
|
S
|
IS
|
|
X
|
冲突
|
冲突
|
冲突
|
冲突
|
|
IX
|
冲突
|
兼容
|
冲突
|
兼容
|
|
S
|
冲突
|
冲突
|
兼容
|
兼容
|
|
IS
|
冲突
|
兼容
|
兼容
|
兼容
|
如果一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容，InnoDB就将请求的锁授予该事务；反之，如果两者不兼容，该事务就要等待锁释放。
意向锁是InnoDB自动加的，不需用户干预。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁 （X)；对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。
·共享锁（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE。
·排他锁（X)：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE。
用SELECT ... IN SHARE MODE获得共享锁，主要用在需要数据依存关系时来确认某行记录是否存在，并确保没有人对这个记录进行UPDATE或者DELETE操作。但是如果当前事 务也需要对该记录进行更新操作，则很有可能造成死锁，对于锁定行记录后需要进行更新操作的应用，应该使用SELECT... FOR UPDATE方式获得排他锁。
在如表20-7所示的例子中，使用了SELECT ... IN SHARE MODE加锁后再更新记录，看看会出现什么情况，其中actor表的actor_id字段为主键。
表20-7 InnoDB存储引擎的共享锁例子
|
session_1
|
session_2
|
|
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
当前session对actor_id=178的记录加share mode 的 共享锁：
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 lock in share mode;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.01 sec)
|
|
|
|
其他session仍然可以查询记 录，并也可以对该记录加share mode的共享锁：
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 lock in share mode;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.01 sec)
|
|
当前session对锁定的记录进行 更新操作，等待锁：
mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178;
等待
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|
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其他session也对该记录进行更 新操作，则会导致死锁退出：
mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178;
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction
|
|
获得锁后，可以成功更新：
mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178;
Query OK, 1 row affected (17.67 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
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当使用SELECT...FOR UPDATE加锁后再更新记录，出现如表20-8所示的情况。
表20-8 InnoDB存储引擎的排他锁例子
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session_1
|
session_2
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mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
|
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当前session对actor_id=178的记录加for update的 共享锁：
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
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其他session可以查询该记录， 但是不能对该记录加共享锁，会等待获得锁：
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update;
等待
|
|
当前session可以对锁定的记录 进行更新操作，更新后释放锁：
mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0
mysql> commit;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
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|
|
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其他session获得锁，得到其他session提交的记录：
mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update;
+----------+------------+-----------+
| actor_id | first_name | last_name |
+----------+------------+-----------+
| 178 | LISA | MONROE T |
+----------+------------+-----------+
1 row in set (9.59 sec)
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20.3.4 InnoDB行锁实现方式
InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，这一点MySQL与Oracle不同，后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。 InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！
在实际应用中，要特别注意InnoDB行锁的这一特性，不然的话，可能导致大量的锁冲突，从而影响并发性能。下面通过一些实际例子来加以说明。
（1）在不通过索引条件查询的时候，InnoDB确实使用的是表锁，而不是行锁。
在如表20-9所示的例子中，开始tab_no_index表没有索引：
mysql> create table tab_no_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
mysql> insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');
Query OK, 4 rows affected (0.00 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
|
表20-9 InnoDB存储引擎的表在不使用索引时使用表锁例子
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session_1
|
session_2
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|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_no_index where id = 1 ;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_no_index where id = 2 ;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 2 | 2 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
mysql> select * from tab_no_index where id = 1 for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
|
|
mysql> select * from tab_no_index where id = 2 for update;
等待
|
在如表20-9所示的例子中，看起来session_1只给一行加了排他锁，但session_2在请求其他行的排他锁 时，却出现了锁等待！原因就是在没有索引的情况下，InnoDB只能使用表锁。当我们给其增加一个索引后，InnoDB就只锁定了符合条件的行，如表 20-10所示。
创建tab_with_index表，id字段有普通索引：
mysql> create table tab_with_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
mysql> alter table tab_with_index add index id(id);
Query OK, 4 rows affected (0.24 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
|
表20-10 InnoDB存储引擎的表在使用索引时使用行锁例子
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session_1
|
session_2
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mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 ;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_with_index where id = 2 ;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 2 | 2 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
|
|
mysql> select * from tab_with_index where id = 2 for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 2 | 2 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
（2）由于MySQL的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁，所以虽然是访问不同行的记录，但是如果是使用相同的 索引键，是会出现锁冲突的。应用设计的时候要注意这一点。
在如表20-11所示的例子中，表tab_with_index的id字段有索引，name字段没有索引：
mysql> alter table tab_with_index drop index name;
Query OK, 4 rows affected (0.22 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> insert into tab_with_index values(1,'4');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from tab_with_index where id = 1;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 1 | 4 |
+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)
|
表20-11 InnoDB存储引擎使用相同索引键的阻塞例子
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session_1
|
session_2
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|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '1' for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
|
|
虽然session_2访问的是和session_1不同的 记录，但是因为使用了相同的索引，所以需要等待锁：
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '4' for update;
等待
|
（3）当表有多个索引的时候，不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行，另外，不论是使用主键索引、唯一索引或普通索引，InnoDB都会使用行 锁来对数据加锁。
在如表20-12所示的例子中，表tab_with_index的id字段有主键索引，name字段有普通索引：
mysql> alter table tab_with_index add index name(name);
Query OK, 5 rows affected (0.23 sec)
Records: 5 Duplicates: 0 Warnings: 0
|
表20-12 InnoDB存储引擎的表使用不同索引的阻塞例子
|
· session_1
|
· session_2
|
|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
mysql> set autocommit=0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 1 | 4 |
+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)
|
|
|
|
Session_2使用name的索引访问记录，因为记录没有 被索引，所以可以获得锁：
mysql> select * from tab_with_index where name = '2' for update;
+------+------+
| id | name |
+------+------+
| 2 | 2 |
+------+------+
1 row in set (0.00 sec)
|
|
|
由于访问的记录已经被session_1锁定，所以等待获得锁。：
mysql> select * from tab_with_index where name = '4' for update;
|
（4）即便在条件中使用了索引字段，但是否使用索引来检索数据是由MySQL通过判断不同执行计划的代价来决定的，如果 MySQL认为全表扫描效率更高，比如对一些很小的表，它就不会使用索引，这种情况下InnoDB将使用表锁，而不是行锁。因此，在分析锁冲突时，别忘了 检查SQL的执行计划，以确认是否真正使用了索引。关于MySQL在什么情况下不使用索引的详细讨论，参见本章“索引问题”一节的介绍。
在下面的例子中，检索值的数据类型与索引字段不同，虽然MySQL能够进行数据类型转换，但却不会使用索引，从而导致 InnoDB使用表锁。通过用explain检查两条SQL的执行计划，我们可以清楚地看到了这一点。
例子中tab_with_index表的name字段有索引，但是name字段是varchar类型的，如果where 条件中不是和varchar类型进行比较，则会对name进行类型转换，而执行的全表扫描。
mysql> alter table tab_no_index add index name(name);
Query OK, 4 rows affected (8.06 sec)
Records: 4 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> explain select * from tab_with_index where name = 1 \G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: tab_with_index
type: ALL
possible_keys: name
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: 4
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
mysql> explain select * from tab_with_index where name = '1' \G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: tab_with_index
type: ref
possible_keys: name
key: name
key_len: 23
ref: const
rows: 1
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
|
20.3.5 间隙锁（Next-Key锁）
当我们用范围条件而不是相等条件检索数据，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）。
举例来说，假如emp表中只有101条记录，其empid的值分别是 1,2,...,100,101，下面的SQL：
Select * from emp where empid > 100 for update;
|
是一个范围条件的检索，InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁，也会对empid大于101（这些记录并不存在）的“间 隙”加锁。
InnoDB使用间隙锁的目的，一方面是为了防止幻读，以满足相关隔离级别的要求，对于上面的例子，要是不使用间隙锁，如果其他事务插入了 empid大于100的任何记录，那么本事务如果再次执行上述语句，就会发生幻读；另外一方面，是为了满足其恢复和复制的需要。有关其恢复和复制对锁机制 的影响，以及不同隔离级别下InnoDB使用间隙锁的情况，在后续的章节中会做进一步介绍。
很显然，在使用范围条件检索并锁定记录时，InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入，这往往会造成严重的锁等待。因此，在实际 应用开发中，尤其是并发插入比较多的应用，我们要尽量优化业务逻辑，尽量使用相等条件来访问更新数据，避免使用范围条件。
还要特别说明的是，InnoDB除了通过范围条件加锁时使用间隙锁外，如果使用相等条件请求给一个不存在的记录加锁，InnoDB也会使用间隙锁！
在如表20-13所示的例子中，假如emp表中只有101条记录，其empid的值分别是1,2,......,100,101。
表20-13 InnoDB存储引擎的间隙锁阻塞例子
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session_1
|
session_2
|
|
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
mysql> select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> set autocommit = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
|
|
当前session对不存在的记录加for update的锁：
mysql> select * from emp where empid = 102 for update;
Empty set (0.00 sec)
|
|
|
|
这时，如果其他session插入empid为201的记录（注意：这条记录并不存 在），也会出现锁等待：
mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...);
阻塞等待
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Session_1 执行rollback：
mysql> rollback;
Query OK, 0 rows affected (13.04 sec)
|
|
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|
由于其他session_1回退后释放了Next-Key锁，当 前session可以获得锁并成功插入记录：
mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...);
Query OK, 1 row affected (13.35 sec)
|
posted on 2011-04-26 11:29
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