Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

PHPz
發布: 2023-05-29 14:38:34
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    一、Mysql鎖定是什麼?鎖有哪些類別?

    鎖定定義:
        同一時間同一資源只能被一個執行緒存取
        在資料庫中,除傳統的運算資源(如CPU、 I/O等)的爭用以外,資料也是許多使用者共享的資源。如何保證資料並發存取的一致性、有效性是所有資料庫必須解決的問題,鎖定衝突也是影響資料庫並發存取效能的重要因素。

    樂觀鎖用的最多的就是資料的版本記錄來體現 version ,其實就是一個標識。

    例如:update test set a=a-1 where id=100 and a> 0; 對應的version就是a字段,不一定要要求有一個字段叫做version,要求的是有這個字段,同時當滿足這個條件的時候才會觸發

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    # 鎖的分類:
    #從對數據操作的型別分法(讀或寫)
    讀鎖(共享鎖):針對同一份數據,多個讀操作可以同時進行而不會互相影響。
    寫鎖(排它鎖):目前寫入作業沒有完成前,它會阻斷其他寫鎖和讀鎖。

    從對資料操作的粒度分法
    表級鎖:表級鎖定是MySQL中鎖定粒度最大的一種鎖,表示對目前操作的整個表加鎖(MyISAM引擎預設表級鎖,也只支援表級鎖)。 比如說更新一張10萬表數據中的一條數據,在這條update沒提交事務之前,其它事務是會被排斥掉的,粒度很大。
    行級鎖:行級鎖是Mysql中鎖定粒度最細的一種鎖,表示只針對當前操作的行進行加鎖(基於索引實現的,所以一旦某個加鎖操作沒有使用索引,那麼該鎖定就會退化為表鎖定)
    頁級鎖定:頁級鎖定是MySQL中鎖定粒度介於行級鎖定和表格層級鎖定中間的一種鎖定,一次鎖定相鄰的一組記錄

    從並發角度的分發--實際上樂觀鎖和悲觀鎖只是一種思想
    悲觀鎖:對資料被外界(包括本系統目前的其他事務,以及來自外部系統的事務處理)修改持保守態度(悲觀) ,因此,在整個資料處理過程中,將資料處於鎖定狀態。
    樂觀鎖:樂觀鎖假設認為資料一般情況下不會造成衝突,所以在資料進行提交更新的時候,才會正式對資料的衝突與否進行偵測,如果發現衝突了,則讓傳回錯誤訊息再進行業務重試

    其他鎖定:
    間隙鎖定:在條件查詢中,如:where id>100,InnoDB會給符合條件的已有資料記錄的索引項加鎖;對於鍵值在條件範圍內但不存在的記錄,稱為“間隙(GAP)”,間隙的目的是為了防止幻讀
    意向鎖:意向鎖分為intention shared lock (IS)和intention exclusive lock (IX),意向鎖的目的就是表明有事務正在或將要鎖住某個表中的行

    二、行鎖和表鎖的區別

    #表級鎖定是MySQL中鎖定粒度最大的一種鎖定,表示對目前操作的整個表加鎖,它實作簡單。最常使用的MYISAM與INNODB都支援表級鎖定。
    特點:開銷小,加鎖快;不會出現死鎖;鎖定粒度大,發出鎖定衝突的機率最高,並發度最低。

    行級鎖定是Mysql中鎖定粒度最細的一種鎖定,表示只針對目前操作的行進行加鎖。行級鎖能大幅減少資料庫操作的衝突。其加鎖粒度最小,但加鎖的開銷也最大。
    特點:開銷大,加鎖慢;會出現死鎖;鎖定粒度最小,發生鎖衝突的機率最低,並發度也最高
    使用:InnoDB行鎖是透過給索引上的索引項加鎖來實現的,只有透過索引條件檢索資料,InnoDB才使用行級鎖,否則,InnoDB會使用表鎖

    下面這個update語句,b是一般欄位不是索引列的話,那麼此時行級鎖將改為表級鎖。

    update from test set a=100 where b='100';
    登入後複製

    現在舉個實際範例操作一下,看看innnodb是怎麼來用行鎖的。

    目前表中資料:

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    先開啟兩個session會話窗口,然後將mysql事務等級設定成不提交等級:

    會話一視窗:

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    會話二視窗:

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    #

    其中会话2的update一直都在Running中,一直到超时结束,或者会话1提交事务后才会Running结束。

    可以通过show VARIABLES like "%innodb_lock_wait_timeout%" 查询当前mysql设置的锁超时时间,默认是50秒。

    可以通过set innodb_lock_wait_timeout = 60; 设置锁的超时时间。

    只有在第一个会话提交后,第二个会话的更新语句才能成功执行。这代表了innodb用了锁。

    那怎么确定是用了行锁呢?

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    总结:会话一更新id=125的时候,给这条数据add lock了,那么在会话2中再次更新id=125的时候,这条数据是locked中的。这个lock加的是id=125这条记录。证明默认情况下id=125这条记录会加上行锁,除了这条记录之外的其它记录都可以成功地操作。

    三、InnoDB死锁概念和死锁案例

    发生死锁是因为多个事务相互持有和请求锁,并形成了一个循环依赖关系。多个事务同时锁定同一个资源时,也会产生死锁。在一个事务系统中,死锁是确切存在并且是不能完全避免的。

    自动检测事务死锁并回滚一个事务,同时返回错误信息的功能由InnoDB自动实现。它根据某种机制来选择那个最简单(代价最小)的事务来进行回滚

    死锁场景一之select for update:

    产生场景:两个transaction都有两个select for update,transaction a先锁记录1,再锁记录2;而transaction b先锁记录2,再锁记录1

    写锁:for update,读锁:for my share mode show engine innodb status

    验证下死锁的场景:

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    第一步更新会话一:

    start TRANSACTION;
    select * from wnn_test where a=199 for update;
    登入後複製

    第二步更新会话二:

    start TRANSACTION;
    select * from wnn_test where a=101 for update;
    登入後複製

    第三步更新会话一:

    select * from wnn_test where a=101 for update;
    登入後複製

    第四步更新会话二;

    select * from wnn_test where a=199 for update;
    登入後複製

    在更新到第三步和第四步的时候,已经发生了死锁。

    来看下执行的日志:

    show engine innodb status;最后一个锁的时间,锁的表,引起锁的语句。其中session1被锁 14秒(ACTIVE 14),session 2被锁了10秒(Active 10)

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

    死锁场景二之两个update

    产生场景:两个transaction都有两个update,transaction a先更新记录1,再更新记录2;而transaction b先更新记录2,再更新记录1

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

     产生日志:

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

     注意:仔细查看上面2个例子可以发现一个现象,当2条资源锁住后,再执行第三个会执行成功,但是第四个会提示死锁。在mysql5.7中,执行第三个的时候就会一直在Running状态了,本博文使用的是mysql8.0 ,其中 有这个参数 innodb_deadlock_detect 可以用于控制 InnoDB 是否执行死锁检测,当启用了死锁检测时(默认设置),InnoDB 自动执行事务的死锁检测,并且回滚一个或多个事务以解决死锁。InnoDB 尝试回滚更小的事务,事务的大小由它所插入、更新或者删除的数据行数决定。

    Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現

     那么这个innodb_deadlock_detect参数,到底要不要启用呢?

    对于高并发的系统,当大量线程等待同一个锁时,死锁检测可能会导致性能的下降。此时,如果禁用死锁检测,而改为依靠参数 innodb_lock_wait_timeout 执行发生死锁时的事务回滚可能会更加高效。
    通常来说,应该启用死锁检测,并且在应用程序中尽量避免产生死锁,同时对死锁进行相应的处理,例如重新开始事务。

    只有在確認死鎖偵測影響了系統的效能,並且停用死鎖偵測不會帶來負面影響時,可以嘗試關閉 innodb_deadlock_detect 選項。另外,如果停用了 InnoDB 死鎖偵測,需要調整參數 innodb_lock_wait_timeout 的值,以滿足實際的需求。

     四、程式開發過程中應該如何注意避免死鎖

     鎖的本質是資源相互競爭,互相等待,往往是兩個(或以上)的Session加鎖的順序不一致

    如何有效避免:

    #在程式中,操作多張表時,盡量以相同的順序來存取(避免形成等待環路)

    批次操作單張表資料的時候,先對資料進行排序(避免形成等待環路) A線程id:1 ,10 ,20按順序加鎖    B線程id:20,10,1   這種的話就容易上鎖。

    如果可以,大事務化成小事務,甚至不開啟事務select for update==>insert==>update = insert into update on duplicate key

    為避免鎖定表情況,建議盡可能使用索引存取資料並避免進行無where 條件的操作,因為走索引可以記錄行鎖定而不會造成表鎖定

    使用等值查詢而不是範圍查詢查詢數據,命中記錄,避免間隙鎖對並發的影響1,10,20 等值where id in (1,10,20) 範圍查詢id>1 and id

    避免在同一時間點執行多個對同一表格進行讀寫的腳本,特別注意加鎖且操作資料量比較大的語句;我們常常會有一些定時腳本,避免它們在同一時間點運行

    以上是Mysql鎖機制中行鎖、表鎖、死鎖如何實現的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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