Mysql锁专题:InnoDB锁概述
一 概述
InnoDB与MyISAM有两处不同:
1)InnoDB支持事务;
2)默认采用行级锁(也可以支持表级锁)
对于更新操作(UPDATE、INSERT、DELETE),InnoDB会自动给涉及到的数据集加排他锁(X);对于普通的SELECT语句,InnoDB不加任何锁(所以即使有一个线程的写操作在占用锁,不影响其他线程的读,但是如果某个线程试图加共享锁则不行)。
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,阻止其他事务获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,InnoDB还有两张内部使用的意向锁,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先必须取得该表的意向共享锁;
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意向排他锁。
上述几种锁的兼容性如下:
表20-6 InnoDB行锁模式兼容性列表
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。
对于更新操作(UPDATE、INSERT、DELETE),InnoDB会自动给涉及到的数据集加排他锁(X);对于普通的SELECT语句,InnoDB不加任何锁(所以即使有一个线程的写操作在占用锁,不影响其他线程的读,但是如果某个线程试图加共享锁则不行)。
显式的给记录集加共享锁:
共享锁: SELECT * FROM tableName WHERE …. LOCK IN SHARE MODE
排他锁: SELECT * FROM tableName WHERE …. FOR UPDATE
二、 共享锁中执行update操作容易导致死锁
注意:**用共享锁然后执行了update操作,则有可能和别的线程的update操作发生锁冲突,从而死锁。死锁后Mysql会自动关闭一个线程的事务操作,让锁被一个线程使用。**如下所示:
1)线程A和线程B对同一行记录使用了共享锁,两个线程读都没有问题(读不需要加锁,不管当前记录加了共享锁还是排他锁,都不影响单独的读操作);
2)线程A进行更新操作,因为更新操作需要加独占锁,而线程B还对当前记录保留了共享锁,故线程A无法获得当前线程的独占锁,要等待线程B释放共享锁;
3)线程B也进行了更新操作,它也要对当前记录加独占锁。那么显然它也无法获得到该记录的独占锁,两个线程都会等待下去,也就是死锁。
4)此时Mysql会自动根据一定规则把锁交给某个线程,另一个线程失去锁重新启动事务。
另外,注意,默认情况下单行执行后就会自动提交事务,此时锁也就被自动释放了。需要关闭事务的自动提交。
set autocommit = 0;
对于需要更新的操作,应当直接使用排他锁。这种情况下,因为线程A已经占有了排他锁,线程B无法获得共享锁和排他锁,只能等待。但是注意,InnoDB的读操作不需要加锁,所以可以照常的读。
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
三、 InnodDB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和Oracle不同,Oracle是通过直接在数据块中对相应数据行加锁来实现的。
InnoDB的这种特性意味着: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。
1)非索引字段加锁变成表锁
表20-9 InnoDB存储引擎的表在不使用索引时使用表锁例子
注意,对于表没有加索引,线程A仅要求获取id=1的记录的独占锁,但是因为没有加索引,所以该语句锁住了整个表,使用了表锁。
当我们对id行添加索引
alter table tab_with_index add index id(id);
则会有下面的例子:
2)相同索引键导致阻塞
由于Mysql的行锁是针对索引加的锁,而不是针对记录加的,所以即使是访问不同行,但是如果使用了相同的索引键,依然会冲突:
mysql> select * from tab_with_index where id = 1;
±-----±-----+
| id | name |
±-----±-----+
| 1 | 1 |
| 1 | 4 |
±-----±-----+
例如对于上表,如果对id加了索引,但是有两个记录的id相同,也就是索引相同。此时两个线程分别试图获取两个记录的独占锁依然会导致阻塞,因为mysql的行锁是加在索引上的。
3)不同索引键指向同一行记录也会导致阻塞
mysql> alter table tab_with_index add index name(name);
alter table tab_with_index add index id(id);
假设我们分别对id和name增加索引,那么不管是什么索引,InnoDB都会使用行锁来锁定不同的行。
如果是不同的索引,但是指向了同一条记录,那么依然会导致阻塞。
我的理解是不同索引最后指向了同一条主键id,锁住了注解id,故依然会阻塞,应该不是锁住记录。
4)间隙锁
当我们使用范围条件而不是相等条件来检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给所有符合条件的已有数据记录的索引加锁;对于键值在条件范围内但是并不存在的记录,叫做间隙gap,InnoDB也会对这些间隙加锁。这种锁机制就是间隙锁。
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;
这是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对empid为101的记录加锁,对于大于101的不存在间隙也会加锁。
**Mysql使用间隙锁的目的是防止幻读(应该只是一部分满足,不能完全回避),以满足相关隔离级别的要求。**比如对于上面的情况,如果不加锁,那么其他事务插入了empid为102的记录,则会导致本事务内再次执行上述语句时得到empid为102的记录,也就导致了幻读。另一方面,也是为了满足其回复和复制的需要。
因此,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB的这种间隙加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,从而导致严重的锁等待。因此,对于并发插入较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量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!
5)关于恢复和复制的需要,对InnoDB锁机制的影响
Mysql通过BINLog记录执行成功的INSERT、UPDATE、DELETE等更新数据的SQL语句,并由此实现MySQL数据库的回复和主从复制。Mysql的恢复记录(复制实际就是在Slave Mysql不断的做基于BINLOG的恢复)有以下特点:
一是MySQL的恢复是SQL语句级的,也就是重新执行BINLOG中的SQL语句。
二是MySQL的Binlog是按照事务提交的先后顺序记录的,恢复也是按这个顺序进行的。
**根据上述的特点,Mysql的恢复机制要求:在一个事务未提交前,其他并发事务不能插入满足其锁定条件的任何记录,也就是不允许出现幻读。****这已经超过了ISO/ANSI SQL92“可重复读”隔离级别的要求,实际上是要求事务要串行化。这也是许多情况下,InnoDB要用到间隙锁的原因。**比如在用范围条件更新记录时,无论是Read Commited还是Repeatable Read隔离级别,InnoDB都要使用间隙锁,这并不是隔离级别的要求,而是由于Mysql恢复和复制的要求。
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