锁概述

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（避免争抢）。
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。

锁分类

对数据操作的粒度分 ：

  • 表锁：操作时，会锁定整个表。
  • 行锁：操作时，会锁定当前操作行。

对数据操作的类型分：

  • 读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
  • 写锁（排它锁）：当前操作没有完成之前，它会阻断其他写锁和读锁。

MySQL锁

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。
常见MySQL存储引擎对锁的支持情况：

存储引擎 表级锁 行级锁 页面锁
MyISAM √ × ×
InnoDB √ √ ×
MEMORY √ × ×
BDB √ × √

√：支持 ×：不支持

MySQL这3种锁的特性 ：

锁类型 特点
表级锁 偏向MyISAM 存储引擎，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 偏向InnoDB 存储引擎，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。

由此可见，没有最好的锁，只有最适合的锁。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，同时又有大并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。

锁争用

查看锁的争用情况

  1. show open tables;

image.png
In_user : 表当前被查询使用的次数。如果该数为0，则表是打开的，但是当前没有被使用。
Name_locked：表名称是否被锁定。名称锁定用于取消表或对表进行重命名等操作。

表级锁状态查看

show status like 'Table_locks%';

image.png
Table_locks_immediate ： 能够立即获得表级锁的次数，每立即获取锁，值加1。
Table_locks_waited ： 不能立即获取表级锁而需要等待的次数，每等待一次，该值加1，此值高说明存在着较为严重的表级锁争用情况。

MyISAM 表锁

MyISAM 存储引擎只支持表锁，表锁也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。

MyISAM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。

加表锁语法

加读锁 ： lock table table_name read;
加写锁 ： lock table table_name write;

释放锁 :  unlock tables;

MyISAM两种类型的表锁

锁类型 作用
读锁 又称为共享锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改。
写锁 又称为排他锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

读锁，会阻塞写，不会阻塞读。写锁，既阻塞读，又阻塞写。

MyISAM加表锁结论

由于MyISAM 的读写锁调度是写优先，这也使得MyISAM不适合做写为主的表的存储引擎的原因。因为写锁后，其他线程不能做任何操作，大量的更新会使查询很难得到锁，从而造成永远阻塞。

InnoDB 行锁

行锁特点是偏向InnoDB 存储引擎，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。
InnoDB 与 MyISAM 的最大不同有两点：一是支持事务；二是 采用了行级锁。

InnoDB 两种类型的行锁：

锁类型 作用
读锁 又称为共享锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改。
写锁 又称为排他锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

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；
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

无索引行锁升级为表锁

不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中的所有记录加锁，实际效果跟表锁一样。

间隙锁危害

当我们用范围条件，而不是使用相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合条件的已有数据进行加锁； 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） 。

InnoDB 行锁争用情况

show  status like 'innodb_row_lock%';

image.png
Innodb_row_lock_current_waits: 当前正在等待锁定的数量
Innodb_row_lock_time: 从系统启动到现在锁定总时间长度
Innodb_row_lock_time_avg:每次等待所花平均时长
Innodb_row_lock_time_max:从系统启动到现在等待最长的一次所花的时间
Innodb_row_lock_waits: 系统启动后到现在总共等待的次数

当等待的次数很高，而且每次等待的时长也不小的时候，我们就需要分析系统中为什么会有如此多的等待，然后根据分析结果着手制定优化计划。

InnoDB加行锁结论

InnoDB存储引擎由于实现了行级锁定，虽然在锁定机制的实现方面带来了性能损耗可能比表锁会更高一些，但是在整体并发处理能力方面要远远由于MyISAM的表锁的。当系统并发量较高的时候，InnoDB的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势。
但是，InnoDB的行级锁使用不当的时候，可能会让InnoDB的整体性能表现不仅不能比MyISAM高，甚至可能会更差。

  • 优化建议：
  • 尽可能让所有数据检索都能通过索引来完成，避免无索引行锁升级为表锁。
  • 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
  • 尽可能减少索引条件，及索引范围，避免间隙锁
  • 尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度
  • 尽可使用低级别事务隔离（但是需要业务层面满足需求）