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阿里P7总结的数据库锁笔记,网友:找到最详细的数据库锁了

软件测试大熊 80

前言:

此刻姐妹们对“mysql红灯”大致比较注意,兄弟们都需要知道一些“mysql红灯”的相关文章。那么小编也在网上网罗了一些对于“mysql红灯””的相关资讯,希望各位老铁们能喜欢,各位老铁们快快来了解一下吧!

关于mysql数据库中锁的说法众说纷纭,本文结合官网对锁的概念进行了相关的分类,并加入了适用场景的应用!

锁的分类:分为基本锁,和算法锁!

其中有两个行锁(锁住一行数据),两个表锁(锁住一个表的数据)。4个锁的算法(算法会决定在什么时候锁定什么范围的数据)!

共享锁

第一个行级别的锁就是我们在官网看到的 Shared Locks (共享锁),我们获取了一行数据的读锁以后,可以用来读取数据,所以它也叫做读锁,注意不要在加上了读锁 以后去写数据,不然的话可能会出现死锁的情况。而且多个事务可以共享一把读锁。那怎么给一行数据加上读锁呢?

select .... lock in share mode; -- 这样的方式手工加上一把读锁

释放锁有两种方式,只要事务结束,锁就会自动事务,包括提交事务和结束事务。

我们也来验证一下,看看共享锁是不是可以重复获取。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

select * from student where id =1 lock in shard mode

begin;

select * from student where id =1 lock in shard mode; -- OK

排他锁

第二个行级别的锁叫做 Exclusive Locks(排它锁),它是用来操作数据的,所以又叫做写锁。只要一个事务获取了一行数据的排它锁,其他的事务就不能再获取这一行数据的共享锁和排它锁。

如何加上排他锁

第一种是自动加排他锁。我们在操作数据的时候,包括增删改,都会默认加上一个排它锁。还有一种是手工加锁,我们用一个 FOR UPDATE 给一行数据加上一个排它锁,这个无论是在我们的代码里面还是操作数据的工具里面,都比较常用

释放锁有两种方式,只要事务结束,锁就会自动事务,包括提交事务和结束事务。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

update student set sname = 'pop' where id = 1

begin;

select * from student where id =1 lock in shard mode; -- 共享锁排斥,所以阻塞

select * from student where id = 1 for update; -- 排他锁排斥,所以阻塞

delete from student where id = 1;-- 默认开启事务,包括增删改默认加上排他,所以排斥

这个是两个行锁,接下来就是两个表锁。

意向锁

意向锁是由数据库自己维护的,我们给一行数据加上共享锁之后(行锁),数据库会自动在这张表上加一个意向共享锁。

当我们给一行数据加上排他锁之前,数据库会自动在这张表上面加一个意向排他锁。

反过来说:

如果一张表上面至少有一个意向共享锁,说明有其他的事务给其中的某些数据行加上了共享锁。

如果一张表上面至少有一个意向排他锁,说明有其他的事务给其中的某些数据行加上了排他锁。

意向共享锁和意向排他锁的意义

我们有了表级别的锁,在 InnoDB 里面就可以支持更多粒度的锁。如果说没有意向 锁的话,当我们准备给一张表加上表锁的时候,我们首先要做什么?是不是必须先要去 判断有没其他的事务锁定了其中了某些行?如果有的话,肯定不能加上表锁。那么这个 时候我们就要去扫描整张表才能确定能不能成功加上一个表锁,如果数据量特别大,比 如有上千万的数据的时候,加表锁的效率是不是很低?但是我们引入了意向锁之后就不一样了。我只要判断这张表上面有没有意向锁,如 果有,就直接返回失败。如果没有,就可以加锁成功。所以 InnoDB 里面的表锁,我们 可以把它理解成一个标志。就像火车上厕所有没有人使用的灯,是用来提高加锁的效率的。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

update student set sname = 'pop' where id = 1

begin;

lock tables student write ; -- 锁表失败

unlock tables; // 释放表锁的方式

以上就是 MySQL 里面的 4 种基本的锁的模式,或者叫做锁的类型。

行锁的原理

那么,锁到底锁住了什么呢?

当一个事务锁住了一行数据的时候,其他的事务不能操作这一行数据,那它到底是锁住了这一行数据,还是锁住了这一个字段,还是锁住了别的什么东西呢?

首先我们有三张表,一张没有索引的 t1,一张有主键索引的 t2,一张有唯一索引的

t3

没有索引的表

t1是一张没有索引的表,我们先来看一下 t1 的表结构,它有两个字段,int 类型的 id 和 varchar 类型的 name。 里面有 4 条数据,1、2、3、4。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

select * from t1 where id = 1 for update;

select * from t1 where id = 3 for update;

-- 阻塞

insert into t1(id,name) values (5,'5');

-- 阻塞

在第一个事务里面,我们通过 where id =1 锁住第一行数据。

在第二个事务里面,我们尝试给 id=3 的这一行数据加锁。很遗憾,我们看到红灯亮起,这个加锁的操作被阻塞了。这就有点奇怪了,第一个 事务锁住了 id=1 的这行数据,为什么我不能操作 id=3 的数据呢? 我们再来操作一条不存在的数据,插入 id=5。它也被阻塞了。实际上这里整张表都 被锁住了。所以,我们的第一个猜想被推翻了,InnoDB 的锁锁住的应该不是 Record

有主键索引的表

我们看一下 t2 的表结构。字段是一样的,不同的地方是 id 上创建了一个主键索引。 里面的数据是 1、4、7、10。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

select * from t2 where id = 1 for update;

select * from t2 where id = 1 for update;

-- 阻塞

select * from t2 where id = 4 for update;

-- 通过

第一种情况,使用相同的 id 值去加锁,冲突;使用不同的 id 加锁,可以加锁成功。 那么,既然不是锁定一行数据,有没有可能是锁住了 id 的这个字段呢?

唯一索引

我们看一下 t3 的表结构。字段还是一样的, id 上创建了一个主键索引,name 上 创建了一个唯一索引。里面的数据是 1、4、7、10。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

select * from t3 where name= '4' for update;

select * from t3 where name= '4' for update;

-- 阻塞

select * from t2 where id = 4 for update;

-- 阻塞

在第一个事务里面,我们通过 name 字段去锁定值是 4 的这行数据。 在第二个事务里面,尝试获取一样的排它锁,肯定是失败的,这个不用怀疑。 在这里我们怀疑 InnoDB 锁住的是字段,所以这次我换一个字段,用 id=4 去给这行 数据加锁。结果还是被阻塞了。

很明显,这三张表的差异在于索引的不同,导致了加锁行为的差异。

为什么表里面没有索引的时候,锁住一行数据会导致锁表?

如果我们定义了主键(PRIMARY KEY),那么 InnoDB 会选择主键作为聚集索引。如果没有显式定义主键,则 InnoDB 会选择第一个不包含有 NULL 值的唯一索引作为主键索引。如果也没有这样的唯一索引,则 InnoDB 会选择内置 6 字节长的 ROWID 作为隐藏的聚集索引,它会随着行记录的写入而主键递增。

所以,为什么锁表,是因为查询没有使用索引,会进行全表扫描,然后把每一个隐

藏的聚集索引都锁住了。

为什么通过唯一索引给数据行加锁,主键索引也会被锁住?

在辅助索引里面,索引存储的是二级索引和主键的值。比如name=4,存储的是name

的索引和主键 id 的值 4。 而主键索引里面除了索引之外,还存储了完整的数据。所以我们通过辅助索引锁定 一行数据的时候,它跟我们检索数据的步骤是一样的,会通过主键值找到主键索引,然后也锁定。

锁的算法

现在我们已经搞清楚 4 个锁的基本类型和锁的原理了,在官网上,还有 3 种锁,我们把它理解为锁的算法。我们也来看下 InnoDB 在什么时候分别锁住什么范围。

我们用主键索引加锁,我们这里的划分标准就是主键索引的值。

Record。这些数据库里面存在的主键值,我们把它叫做 Record,记录,那么这里我们就有 4 个 RecordGap。根据主键,这些存在的 Record 隔开的数据不存在的区间,我们把它叫做 Gap,间隙,它是一个左开右开的区间Next-key。最后一个,间隙(Gap)连同它左边的记录(Record),我们把它叫做临键的区间, 它是一个左开右闭的区间。记录锁

第一种情况,当我们对于唯一性的索引(包括唯一索引和主键索引)使用等值查询,精准匹配到一条记录的时候,这个时候使用的就是记录锁。比如 where id = 1 4 7 10 。 这个演示我们在前面已经看过了。我们使用不同的 key 去加锁,不会冲突,它只锁 住这个 record。

间隙锁

第二种情况,当我们查询的记录不存在,没有命中任何一个 record,无论是用等值查询还是范围查询的时候,它使用的都是间隙锁。

当我们执行的条件有这样的内容,where id >4 and id <7,where id = 6。

Transaction 1

Transaction 2

begin;

insert into t2(id,name) values(5,'5');--阻塞

insert into t2(id,name) values(6,'6');--阻塞

select * from t2 where id = 6 for update;--通过

select * from t2 where id >20 for update

insert into t2 (id,name) values(11.'11') -- 阻塞

重复一遍,当查询的记录不存在的时候,使用间隙锁

注意,间隙锁主要是阻塞插入 insert。相同的间隙锁之间不冲突。所以我们的范围查询并不会阻塞。

Gap Lock 只在 RR 中存在。如果要关闭间隙锁,就是把事务隔离级别设置成 RC, 并且把 innodb_locks_unsafe_for_binlog 设置为 ON。 这种情况下除了外键约束和唯一性检查会加间隙锁,其他情况都不会用间隙锁。

临建锁

第三种情况,当我们使用了范围查询,不仅仅命中了 Record 记录,还包含了 Gap 间隙,在这种情况下我们使用的就是临键锁,它是 MySQL 里面默认的行锁算法,相当于记录锁加上间隙锁。

其他两种退化的情况:

唯一性索引,等值查询匹配到一条记录的时候,退化成记录锁。没有匹配到任何记录的时候,退化成间隙锁。

临键锁,锁住最后一个 key 的下一个左开右闭的区间。

四个事务隔离级别的实现:

Read Uncommited RU 隔离级别:不加锁。Serializable Serializable 所有的 select 语句都会被隐式地转化为 select ... in share mode,会和 update、delete 互斥。这两个很好理解,主要是 RR 和 RC 的区别?Repeatable ReadRR 隔离级别下,普通的 select 使用快照读(snapshot read),底层使用 MVCC 来实现。加锁的 select(select ... in share mode / select ... for update)以及更新操作update, delete 等语句使用当前读(current read),底层使用记录锁、或者间隙锁、临键锁。Read CommitedRC 隔离级别下,普通的 select 都是快照读,使用 MVCC 实现。加锁的 select 都使用记录锁,因为没有 Gap Lock。除了两种特殊情况——外键约束检查(foreign-key constraint checking)以及重复 键检查(duplicate-key checking)时会使用间隙锁封锁区间。 所以 RC 会出现幻读的问题。死锁锁的释放与阻塞

事务结束(commit,rollback);客户端连接断开。锁会释放。

如果一个事务一直未释放锁,其他事务会被阻塞多久?会不会永远等待下去?如果 是,在并发访问比较高的情况下,如果大量事务因无法立即获得所需的锁而挂起,会占 用大量计算机资源,造成严重性能问题,甚至拖垮数据库。

show VARIABLES like 'innodb_lock_wait_timeout'; -- 查看锁的超时时间

默认是50秒

以上是对数据库锁的概念和使用的分享,都看到这了,小伙伴们点个关注呗!

标签: #mysql红灯