MySQL中的锁

MySQL常用存储引擎的锁机制

• MyISAM和MEMORY采用表级锁(table-level locking)
• BDB采用页面锁(page-level locking)或表级锁，默认为页面锁
• InnoDB支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁

InnoDB和MyISAM的最大不同点有两个

1. InnoDB支持事务(transaction)；
2. 默认采用行级锁。加锁可以保证事务的一致性，有锁的地方，就有事务；

锁的划分

• 按锁的粒度划分，可分为表级锁、行级锁、页级锁（mysql）
• 按锁级别划分，可分为共享锁、排他锁
• 按加锁方式划分，可分为自动锁、显示锁
• 按使用方式划分，可分为乐观锁、悲观锁

按锁的粒度划分

行级锁

行级锁是MySQL中粒度最小的一种锁，只对当前操作的行进行加锁。

特点：粒度最小，行级锁分为 共享锁和排它锁（下面会分析这两种锁）

优点：数据库锁冲突最小

缺点：因为粒度最小所以开销最大，加锁速度最慢。

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 more
排他锁：select * from tableName where ... + for update 

行锁优化

1. 尽可能让所有数据检索都通过索引来完成，避免无索引行或索引失效导致行锁升级为表锁。
2. 尽可能避免间隙锁带来的性能下降，减少或使用合理的检索范围。
3. 尽可能减少事务的粒度，比如控制事务大小，而从减少锁定资源量和时间长度，从而减少锁的竞争等，提供性能。
4. 尽可能低级别事务隔离，隔离级别越高，并发的处理能力越低。

注意：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。

表级锁

表级锁是MySQL中粒度最大的一种锁，对当前操作的整张表加锁。

特点：粒度最大，表级锁分为 共享锁和排它锁（下面会分析这两种锁）

优点：因为粒度最大所以开销最小，加锁速度最快。

缺点：发生锁冲突的概率最高，并法度最低。

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;

什么场景下用表锁

InnoDB默认采用行锁，在未使用索引字段查询时升级为表锁。MySQL这样设计并不是给你挖坑。它有自己的设计目的。
即便你在条件中使用了索引字段，MySQL会根据自身的执行计划，考虑是否使用索引(所以explain命令中会有possible_key 和 key)。如果MySQL认为全表扫描效率更高，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。
第一种情况：全表更新。事务需要更新大部分或全部数据，且表又比较大。若使用行锁，会导致事务执行效率低，从而可能造成其他事务长时间锁等待和更多的锁冲突。
第二种情况：多表查询。事务涉及多个表，比较复杂的关联查询，很可能引起死锁，造成大量事务回滚。这种情况若能一次性锁定事务涉及的表，从而可以避免死锁、减少数据库因事务回滚带来的开销。

页级锁

页级锁是MySQL中锁粒度结余行级锁和表级锁之间的一种锁。

特点：以上两种的折衷。

总结

• 锁的粒度越大，加锁速度越快，越不容易出现死锁，但锁冲突的概率会上升，并发会下降。
• InnoDB 支持表锁和行锁，使用索引作为检索条件修改数据时采用行锁，否则采用表锁。

按锁的级别划分

共享锁(Share Lock)

共享锁又称读锁，是读取操作创建的锁。其他用户可以并发读取数据，但任何事务都不能对数据进行修改（获取数据上的排他锁），直到已释放所有共享锁。
如果事务T对数据A加上共享锁后，则其他事务只能对A再加共享锁，不能加排他锁。获准共享锁的事务只能读数据，不能修改数据。
用法

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

在查询语句后面增加LOCK IN SHARE MODE，Mysql会对查询结果中的每行都加共享锁，当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请共享锁，否则会被阻塞。其他线程也可以读取使用了共享锁的表，而且这些线程读取的是同一个版本的数据。

排他锁（eXclusive Lock）

排他锁又称写锁，如果事务T对数据A加上排他锁后，则其他事务不能再对A加任任何类型的封锁。获准排他锁的事务既能读数据，又能修改数据。
用法

SELECT ... FOR UPDATE;

在查询语句后面增加FOR UPDATE，Mysql会对查询结果中的每行都加排他锁，当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请排他锁，否则会被阻塞。

使用方法总结：

共享锁：

SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

排他锁：

SELECT ... FOR UPDATE;

使用方式划分

乐观锁（Optimistic Lock）

乐观锁，也叫乐观并发控制，它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响，各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。在提交数据更新之前，每个事务会先检查在该事务读取数据后，有没有其他事务又修改了该数据。如果其他事务有更新的话，那么当前正在提交的事务会进行回滚。

乐观锁的特点先进行业务操作，不到万不得已不去拿锁。即“乐观”的认为拿锁多半是会成功的，因此在进行完业务操作需要实际更新数据的最后一步再去拿一下锁就好。

乐观锁在数据库上的实现完全是逻辑的，不需要数据库提供特殊的支持。一般的做法是在需要锁的数据上增加一个版本号，或者时间戳，然后按照如下方式实现：

乐观锁（给表加一个版本号字段）这个并不是乐观锁的定义，给表加版本号，是数据库实现乐观锁的一种方式。

1. SELECT data AS old_data, version ASold_version FROM …;

2. 根据获取的数据进行业务操作，得到new_data和new_version

3. UPDATE SET data = new_data, version =new_version WHERE version = old_version

if (updated row > 0) {

   // 乐观锁获取成功，操作完成

} else {

   // 乐观锁获取失败，回滚并重试

}

乐观锁在不发生取锁失败的情况下开销比悲观锁小，但是一旦发生失败回滚开销则比较大，因此适合用在取锁失败概率比较小的场景，可以提升系统并发性能

乐观锁还适用于一些比较特殊的场景，例如在业务操作过程中无法和数据库保持连接等悲观锁无法适用的地方。

悲观锁（Pessimistic Lock）

悲观锁的特点是先获取锁，再进行业务操作，即“悲观”的认为获取锁是非常有可能失败的，因此要先确保获取锁成功再进行业务操作。通常所说的“一锁二查三更新”即指的是使用悲观锁。通常来讲在数据库上的悲观锁需要数据库本身提供支持，即通过常用的select … for update操作来实现悲观锁。当数据库执行select forupdate时会获取被select中的数据行的行锁，因此其他并发执行的select for update如果试图选中同一行则会发生排斥（需要等待行锁被释放），因此达到锁的效果。select for update获取的行锁会在当前事务结束时自动释放，因此必须在事务中使用。

这里需要注意的一点是不同的数据库对select for update的实现和支持都是有所区别的，例如oracle支持select for update no wait，表示如果拿不到锁立刻报错，而不是等待，MySQL就没有no wait这个选项。另外MySQL还有个问题是selectfor update语句执行中所有扫描过的行都会被锁上，这一点很容易造成问题。因此如果在MySQL中用悲观锁务必要确定走了索引，而不是全表扫描。

总结

悲观锁和乐观锁是数据库用来保证数据并发安全防止更新丢失的两种方法，例子在select... for update前加个事务就可以防止更新丢失。

乐观锁、悲观锁使用场景

• 响应速度：如果需要非常高的响应速度，建议采用乐观锁方案，成功就执行，不成功就失败，不需要等待其他并发去释放锁。
• 冲突频率：如果冲突频率非常高，建议采用悲观锁，保证成功率，如果冲突频率大，乐观锁会需要多次重试才能成功，代价比较大。
• 重试代价：如果重试代价大，建议采用悲观锁。

死锁

MyISAM中是不会产生死锁的，因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁，要么全部满足，要么全部等待。而在InnoDB中，锁是逐步获得的，就造成了死锁的可能。

有多种方法可以避免死锁，这里只介绍常见的三种
1、如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。
2、在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率；
3、对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率；