MySQL的行锁是在引擎层由各个引擎自己实现的。但并不是所有的引擎都支持行锁,比如 MyISAM引擎就不支持行锁。不支持行锁意味着并发控制只能使用表锁,对于这种引擎的表,同 一张表上任何时刻只能有一个更新在执行,这就会影响到业务并发度。InnoDB是支持行锁的, 这也是MyISAM被InnoDB替代的重要原因之一。

    从两阶段锁说起
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    实际上事务B的update语句会被阻塞,直到事务A执行commit之后,事务B才 能继续执行。

    知道了这个答案,你一定知道了事务A持有的两个记录的行锁,都是在commit的时候才释放的。

    也就是说,在InnoDB事务中,行锁是在需要的时候才加上的,但并不是不需要了就立刻释 放,而是要等到事务结束时才释放。这个就是两阶段锁协议。

    如果你的事务中需要锁多个行,要把 最可能造成锁冲突、最可能影响并发度的锁尽量往后放。

    假设你负责实现一个电影票在线交易业务,顾客A要在影院B购买电影票。我们简化一点,这个 业务需要涉及到以下操作:

    1. 从顾客A账户余额中扣除电影票价;
    2. 给影院B的账户余额增加这张电影票价;
    3. 记录一条交易日志。

    根据两阶段锁协议,不论你怎样安排语句顺序,所有的操作需要的行锁都是在事务提交的时候才 释放的。所以,如果你把语句2安排在最后,比如按照3、1、2这样的顺序,那么影院账户余额 这一行的锁时间就最少。这就最大程度地减少了事务之间的锁等待,提升了并发度。

    如果这个影院做活动,可以低价预售一年内所有的电影票,而且这个活动只做一天。于是在活动 时间开始的时候,你的MySQL就挂了。你登上服务器一看,CPU消耗接近100%,但整个数据库 每秒就执行不到100个事务。这是什么原因呢?

    这里,我就要说到死锁和死锁检测了。

    • 死锁和死锁检测

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    这时候,事务A在等待事务B释放id=2的行锁,而事务B在等待事务A释放id=1的行锁。 事务A和 事务B在互相等待对方的资源释放,就是进入了死锁状态。当出现死锁以后,有两种策略:

    1. 一种策略是,直接进入等待,直到超时。这个超时时间可以通过参数 innodb_lock_wait_timeout来设置。
    2. 另一种策略是,发起死锁检测,发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一个事务,让其他事 务得以继续执行。将参数innodb_deadlock_detect设置为on,表示开启这个逻辑。

    所以,正常情况下我们还是要采用第二种策略,即:主动死锁检测,而且 innodb_deadlock_detect的默认值本身就是on。主动死锁检测在发生死锁的时候,是能够快速发 现并进行处理的,但是它也是有额外负担的。

    你可以想象一下这个过程:每当一个事务被锁的时候,就要看看它所依赖的线程有没有被别人锁 住,如此循环,最后判断是否出现了循环等待,也就是死锁。

    那如果是我们上面说到的所有事务都要更新同一行的场景呢?

    每个新来的被堵住的线程,都要判断会不会由于自己的加入导致了死锁,这是一个时间复杂度是 O(n)的操作。假设有1000个并发线程要同时更新同一行,那么死锁检测操作就是100万这个量级 的。虽然最终检测的结果是没有死锁,但是这期间要消耗大量的CPU资源。因此,你就会看到 CPU利用率很高,但是每秒却执行不了几个事务。

    根据上面的分析,我们来讨论一下,怎么解决由这种热点行更新导致的性能问题呢?问题的症结 在于,死锁检测要耗费大量的CPU资源。

    1. 一种头痛医头的方法,就是如果你能确保这个业务一定不会出现死锁,可以临时把死锁检 测关掉。但是这种操作本身带有一定的风险,因为业务设计的时候一般不会把死锁当做一个严 重错误,毕竟出现死锁了,就回滚,然后通过业务重试一般就没问题了,这是业务无损的。而关 掉死锁检测意味着可能会出现大量的超时,这是业务有损的。
    2. 另一个思路是控制并发度。根据上面的分析,你会发现如果并发能够控制住,比如同一行同时 最多只有10个线程在更新,那么死锁检测的成本很低,就不会出现这个问题。一个直接的想法 就是,在客户端做并发控制。但是,你会很快发现这个方法不太可行,因为客户端很多。我见过 一个应用,有600个客户端,这样即使每个客户端控制到只有5个并发线程,汇总到数据库服务 端以后,峰值并发数也可能要达到3000。

    因此,这个并发控制要做在数据库服务端。如果你有中间件,可以考虑在中间件实现;如果你的 团队有能修改MySQL源码的人,也可以做在MySQL里面。基本思路就是,对于相同行的更新, 在进入引擎之前排队。这样在InnoDB内部就不会有大量的死锁检测工作了。

    如果团队里暂时没有数据库方面的专家,不能实现这样的方案,能不能从设 计上优化这个问题呢?

    你可以考虑通过将一行改成逻辑上的多行来减少锁冲突。还是以影院账户为例,可以考虑放在多 条记录上,比如10个记录,影院的账户总额等于这10个记录的值的总和。这样每次要给影院账 户加金额的时候,随机选其中一条记录来加。这样每次冲突概率变成原来的1/10,可以减少锁等 待个数,也就减少了死锁检测的CPU消耗。