Mysql的行锁
2016-05-27 20:05
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行级锁是MySQL中粒度最小的一种锁,他能大大减少数据库操作的冲突。但是粒度越小,实现的成本也越高。MYISAM引擎只支持表级锁,而INNODB引擎能够支持行级锁,下面的内容也是针对INNODB行级锁展开的。
INNODB的行级锁有共享锁(S LOCK)和排他锁(X LOCK)两种。共享锁允许事物读一行记录,不允许任何线程对该行记录进行修改。排他锁允许当前事物删除或更新一行记录,其他线程不能操作该记录。
共享锁:
用法: SELECT
... LOCK IN SHARE MODE;
MySQL会对查询结果集中每行都添加共享锁。
锁申请前提:当前没有线程对该结果集中的任何行使用排他锁,否则申请会阻塞。
操作限制:
使用共享锁线程与不使用共享锁线程对锁定记录操作限制表
1. 使用共享锁线程可对其锁定记录进行读取,其他线程同样也可对锁定记录进行读取操作,并且这两个线程读取的数据都属于同一个版本。
2. 对于写入操作,使用共享锁的线程需要分情况讨论,当只有当前线程对指定记录使用共享锁时,线程是可对该记录进行写入操作(包括更新与删除),这是由于在写入操作前,线程向该记录申请了排他锁,然后才进行写入操作;当其他线程也对该记录使用共享锁时,则不可进行写入操作,系统会有报错提示。不对锁定记录使用共享锁的线程,当然是不可进行写入操作了,写入操作会阻塞。
3. 使用共享锁进程可再次对锁定记录申请共享锁,系统并不报错,但是操作本身并没有太大意义。其他线程同样也可以对锁定记录申请共享锁。
4. 使用共享锁进程可对其锁定记录申请排他锁;而其他进程是不可以对锁定记录申请排他锁,申请会阻塞。
排他锁:
用法: SELECT ... FOR UPDATE;
MySQL会对查询结果集中每行都添加排他锁,在事物操作中,任何对记录的更新与删除操作会自动加上排他锁。
锁申请前提:当前没有线程对该结果集中的任何行使用排他锁或共享锁,否则申请会阻塞。
操作限制:
使用排他锁线程与不使用排他锁线程对锁定记录操作限制表
1. 使用排他锁线程可以对其锁定记录进行读取,读取的内容为当前事物的最新版本;而对于不使用排他锁的线程,同样是可以进行读取操作,这种特性是一致性非锁定读。即对于同一条记录,数据库记录多个版本,在事物内的更新操作会反映到新版本中,而旧版本会提供给其他线程进行读取操作。
2. 使用排他锁线程可对其锁定记录进行写入操作;对于不使用排他锁的线程,对锁定记录的写操作是不允许的,请求会阻塞。
3. 使用排他锁进程可对其锁定记录申请共享锁,但是申请共享锁之后,线程并不会释放原先的排他锁,因此该记录对外表现出排他锁的性质;其他线程是不可对已锁定记录申请共享锁,请求会阻塞。
4. 使用排他锁进程可对其锁定记录申请排他锁(实际上并没有任何意义);而其他进程是不可对锁定记录申请排他锁,申请会阻塞。
MySQL行锁深入研究
做项目时由于业务逻辑的需要,必须对数据表的一行或多行加入行锁,举个最简单的例子,图书借阅系统。假设 id=1 的这本书库存为 1 ,但是有 2 个人同时来借这本书,此处的逻辑为
[php] view plain copy
Select restnum from book where id =1 ;
-- 如果 restnum 大于 0 ,执行 update
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
问题就来了,当 2 个人同时来借的时候,有可能第一个人执行 select 语句的时候,第二个人插了进来,在第一个人没来得及更新 book 表的时候,第二个人查到数据了,其实是脏数据,因为第一个人会把 restnum 值减 1 ,因此第二个人本来应该是查到 id=1 的书 restnum 为 0 了,因此不会执行 update ,而会告诉它 id=1 的书没有库存 了,可是数据库哪懂这些,数据库只负责执行一条条 SQL 语句,它才不管中间有没有其他 sql 语句插进来,它也不知道要把一个 session 的 sql 语句执行完再执行另一个 session 的。因此会导致并发的时候 restnum 最后的结果为 -1 ,显然这是不合理的,所以,才出现锁的概念, MySQL 使用 innodb 引擎可以通过索引 对数据行加锁。以上借书的语句变为:
[php] view plain copy
Begin;
Select restnum from book where id =1 for update ;
-- 给 id=1 的行加上排它锁且 id 有索引
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
Commit;
这样,第二个人执行到 select 语句的时候就会处于等待状态直到第一个人执行 commit 。从而保证了第二个人不会读到第一个人修改前的数据。
那这样是不是万无一失了呢,答案是否定的。看下面的例子。
跟我一步一步来,先建立表
[php] view plain copy
CREATE TABLE `book` (
`id` int(11) NOT NULL auto_increment,
`num` int(11) default NULL,
`name` varchar(0) default N
d9df
ULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `asd` (`num`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=gbk
其中 num 字段加了索引
然后插入数据,运行,
[php] view plain copy
insert into book(num) values(11),(11),(11),(11),(11);
insert into book(num) values(22),(22),(22),(22),(22);
然后打开 2 个 mysql 控制台窗口,其实就是建立 2 个 session 做并发操作
********************************************************************
在第一个 session 里运行:
begin;
select * from book where num=11 for update;
出现结果:
+----+-----+------+
| id | num | name |
+----+-----+------+
| 11 | 11 | NULL |
| 12 | 11 | NULL |
| 13 | 11 | NULL |
| 14 | 11 | NULL |
| 15 | 11 | NULL |
+----+-----+------+
5 rows in set
然后在第二个 session 里运行:
begin;
select * from book where num=22 for update;
出现结果:
+----+-----+------+
| id | num | name |
+----+-----+------+
| 16 | 22 | NULL |
| 17 | 22 | NULL |
| 18 | 22 | NULL |
| 19 | 22 | NULL |
| 20 | 22 | NULL |
+----+-----+------+
5 rows in set
好了,到这里什么问题都没有,是吧,可是接下来问题就来了,大家请看:
回到第一个 session ,运行:
update book set name='abc' where num=11;
********************************************************************************************
问题来了, session 竟然处于等待状态 ,可是 num=11 的行不是被第一个 session 自己锁住的么,为什么不能更新呢?好了,打这里大家也许有自己的答案,先别急,再请看一下操作。
把 2 个 session 都关闭,然后运行:
[php] view plain copy
delete from book where num=11 limit 3;
delete from book where num=22 limit 3;
其实就是把 num=11 和 22 的记录各删去 3 行,
然后重复 “***********************” 之间的操作
竟然发现,运行 update book set name='abc' where num=11; 后,有结果出现了,说明没有被锁住,
这是为什么呢,难道 2 行数据和 5 行数据,对 MySQL 来说,会产生锁行和锁表两种情况吗 。经过跟网友讨论和翻阅资料,仔细分析后发现:
在以上实验数据作为测试数据的情况下,由于 num 字段重复率太高,只有 2 个值,分别是 11 和 12. 而数据量相对于这两个值来说却是比较大的,是 10 条, 5 倍的关系。
那么 mysql 在解释 sql 的时候,会忽略索引,因为它的优化器发现:即使使用了索引,还是要做全表扫描,故而放弃了索引,也就没有使用行锁,却使用了表锁。 简单的讲,就是 MYSQL 无视了你的索引,它觉得与其行锁,还不如直接表锁,毕竟它觉得表锁所花的代价比行锁来的小。以上问题即便你使用了 force index 强制索引,结果还是一样,永远都是表锁。
所以 mysql 的行锁用起来并不是那么随心所欲的,必须要考虑索引。再看下面的例子。
[php] view plain copy
select id from items where id in (select id from items where id <6) for update;
--id字段加了索引
select id from items where id in (1,2,3,4,5) for update;
大部分会认为结果一样没什么区别,其实差别大了,区别就是第一条 sql 语句会产生表锁,而第二个 sql 语句是行锁,为什么呢?因为第一个 sql 语句用了子查询外围查询故而没使用索引,导致表锁。
好了,回到借书的例子,由于 id 是唯一的,所以没什么问题,但是如果有些表出现了索引有重复值,并且 mysql 会强制使用表锁的情况,那怎么办呢?一般来说只有重新设计表结构和用新的 SQL 语句实现业务逻辑,但是其实上面借书的例子还有一种办法。请看下面代码:
[php] view plain copy
Set sql_mode=
'STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION';
Begin;
Select restnum from book where id =1 ; -- 取消排它锁 , 设置 restnum 为 unsigned
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
If(update 执行成功 ) commit;
Else rollback;
上面是个小技巧,通过把数据库模式临时设置为严格模式,当 restnum 被更新为 -1 的时候,由于 restnum 是 unsigned 类型的,因此 update 会执行失败,无论第二个 session做了什么数据库操作,都会被回滚,从而确保了数据的正确性,这个目的只是为了防止并发的时候极小概率出现的 2 个 session 的 sql 语句嵌套执行导致数据脏读。当然最好的办法还是修改表结构和 sql 语句,让 MYSQL 通过索引来加行锁, MySQL 测试版本为 5.0.75-log 和 5.1.36-community
INNODB的行级锁有共享锁(S LOCK)和排他锁(X LOCK)两种。共享锁允许事物读一行记录,不允许任何线程对该行记录进行修改。排他锁允许当前事物删除或更新一行记录,其他线程不能操作该记录。
共享锁:
用法: SELECT
... LOCK IN SHARE MODE;
MySQL会对查询结果集中每行都添加共享锁。
锁申请前提:当前没有线程对该结果集中的任何行使用排他锁,否则申请会阻塞。
操作限制:
使用共享锁线程与不使用共享锁线程对锁定记录操作限制表
线程 | 读取操作 | 写入操作 | 共享锁申请 | 排他锁申请 |
使用共享锁 | 可读 | 可写/不可写(报错) | 可申请 | 可申请 |
不使用共享锁 | 可读 | 不可写(阻塞) | 可申请 | 不可申请(阻塞) |
2. 对于写入操作,使用共享锁的线程需要分情况讨论,当只有当前线程对指定记录使用共享锁时,线程是可对该记录进行写入操作(包括更新与删除),这是由于在写入操作前,线程向该记录申请了排他锁,然后才进行写入操作;当其他线程也对该记录使用共享锁时,则不可进行写入操作,系统会有报错提示。不对锁定记录使用共享锁的线程,当然是不可进行写入操作了,写入操作会阻塞。
3. 使用共享锁进程可再次对锁定记录申请共享锁,系统并不报错,但是操作本身并没有太大意义。其他线程同样也可以对锁定记录申请共享锁。
4. 使用共享锁进程可对其锁定记录申请排他锁;而其他进程是不可以对锁定记录申请排他锁,申请会阻塞。
排他锁:
用法: SELECT ... FOR UPDATE;
MySQL会对查询结果集中每行都添加排他锁,在事物操作中,任何对记录的更新与删除操作会自动加上排他锁。
锁申请前提:当前没有线程对该结果集中的任何行使用排他锁或共享锁,否则申请会阻塞。
操作限制:
使用排他锁线程与不使用排他锁线程对锁定记录操作限制表
线程 | 读取操作 | 写入操作 | 共享锁申请 | 排他锁申请 |
使用排他锁 | 可读(新版本) | 可写 | 可申请 | 可申请 |
不使用排他锁 | 可读(旧版本) | 不可写(阻塞) | 不可申请(阻塞) | 不可申请(阻塞) |
2. 使用排他锁线程可对其锁定记录进行写入操作;对于不使用排他锁的线程,对锁定记录的写操作是不允许的,请求会阻塞。
3. 使用排他锁进程可对其锁定记录申请共享锁,但是申请共享锁之后,线程并不会释放原先的排他锁,因此该记录对外表现出排他锁的性质;其他线程是不可对已锁定记录申请共享锁,请求会阻塞。
4. 使用排他锁进程可对其锁定记录申请排他锁(实际上并没有任何意义);而其他进程是不可对锁定记录申请排他锁,申请会阻塞。
MySQL行锁深入研究
做项目时由于业务逻辑的需要,必须对数据表的一行或多行加入行锁,举个最简单的例子,图书借阅系统。假设 id=1 的这本书库存为 1 ,但是有 2 个人同时来借这本书,此处的逻辑为
[php] view plain copy
Select restnum from book where id =1 ;
-- 如果 restnum 大于 0 ,执行 update
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
问题就来了,当 2 个人同时来借的时候,有可能第一个人执行 select 语句的时候,第二个人插了进来,在第一个人没来得及更新 book 表的时候,第二个人查到数据了,其实是脏数据,因为第一个人会把 restnum 值减 1 ,因此第二个人本来应该是查到 id=1 的书 restnum 为 0 了,因此不会执行 update ,而会告诉它 id=1 的书没有库存 了,可是数据库哪懂这些,数据库只负责执行一条条 SQL 语句,它才不管中间有没有其他 sql 语句插进来,它也不知道要把一个 session 的 sql 语句执行完再执行另一个 session 的。因此会导致并发的时候 restnum 最后的结果为 -1 ,显然这是不合理的,所以,才出现锁的概念, MySQL 使用 innodb 引擎可以通过索引 对数据行加锁。以上借书的语句变为:
[php] view plain copy
Begin;
Select restnum from book where id =1 for update ;
-- 给 id=1 的行加上排它锁且 id 有索引
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
Commit;
这样,第二个人执行到 select 语句的时候就会处于等待状态直到第一个人执行 commit 。从而保证了第二个人不会读到第一个人修改前的数据。
那这样是不是万无一失了呢,答案是否定的。看下面的例子。
跟我一步一步来,先建立表
[php] view plain copy
CREATE TABLE `book` (
`id` int(11) NOT NULL auto_increment,
`num` int(11) default NULL,
`name` varchar(0) default N
d9df
ULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `asd` (`num`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=gbk
其中 num 字段加了索引
然后插入数据,运行,
[php] view plain copy
insert into book(num) values(11),(11),(11),(11),(11);
insert into book(num) values(22),(22),(22),(22),(22);
然后打开 2 个 mysql 控制台窗口,其实就是建立 2 个 session 做并发操作
********************************************************************
在第一个 session 里运行:
begin;
select * from book where num=11 for update;
出现结果:
+----+-----+------+
| id | num | name |
+----+-----+------+
| 11 | 11 | NULL |
| 12 | 11 | NULL |
| 13 | 11 | NULL |
| 14 | 11 | NULL |
| 15 | 11 | NULL |
+----+-----+------+
5 rows in set
然后在第二个 session 里运行:
begin;
select * from book where num=22 for update;
出现结果:
+----+-----+------+
| id | num | name |
+----+-----+------+
| 16 | 22 | NULL |
| 17 | 22 | NULL |
| 18 | 22 | NULL |
| 19 | 22 | NULL |
| 20 | 22 | NULL |
+----+-----+------+
5 rows in set
好了,到这里什么问题都没有,是吧,可是接下来问题就来了,大家请看:
回到第一个 session ,运行:
update book set name='abc' where num=11;
********************************************************************************************
问题来了, session 竟然处于等待状态 ,可是 num=11 的行不是被第一个 session 自己锁住的么,为什么不能更新呢?好了,打这里大家也许有自己的答案,先别急,再请看一下操作。
把 2 个 session 都关闭,然后运行:
[php] view plain copy
delete from book where num=11 limit 3;
delete from book where num=22 limit 3;
其实就是把 num=11 和 22 的记录各删去 3 行,
然后重复 “***********************” 之间的操作
竟然发现,运行 update book set name='abc' where num=11; 后,有结果出现了,说明没有被锁住,
这是为什么呢,难道 2 行数据和 5 行数据,对 MySQL 来说,会产生锁行和锁表两种情况吗 。经过跟网友讨论和翻阅资料,仔细分析后发现:
在以上实验数据作为测试数据的情况下,由于 num 字段重复率太高,只有 2 个值,分别是 11 和 12. 而数据量相对于这两个值来说却是比较大的,是 10 条, 5 倍的关系。
那么 mysql 在解释 sql 的时候,会忽略索引,因为它的优化器发现:即使使用了索引,还是要做全表扫描,故而放弃了索引,也就没有使用行锁,却使用了表锁。 简单的讲,就是 MYSQL 无视了你的索引,它觉得与其行锁,还不如直接表锁,毕竟它觉得表锁所花的代价比行锁来的小。以上问题即便你使用了 force index 强制索引,结果还是一样,永远都是表锁。
所以 mysql 的行锁用起来并不是那么随心所欲的,必须要考虑索引。再看下面的例子。
[php] view plain copy
select id from items where id in (select id from items where id <6) for update;
--id字段加了索引
select id from items where id in (1,2,3,4,5) for update;
大部分会认为结果一样没什么区别,其实差别大了,区别就是第一条 sql 语句会产生表锁,而第二个 sql 语句是行锁,为什么呢?因为第一个 sql 语句用了子查询外围查询故而没使用索引,导致表锁。
好了,回到借书的例子,由于 id 是唯一的,所以没什么问题,但是如果有些表出现了索引有重复值,并且 mysql 会强制使用表锁的情况,那怎么办呢?一般来说只有重新设计表结构和用新的 SQL 语句实现业务逻辑,但是其实上面借书的例子还有一种办法。请看下面代码:
[php] view plain copy
Set sql_mode=
'STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_ENGINE_SUBSTITUTION';
Begin;
Select restnum from book where id =1 ; -- 取消排它锁 , 设置 restnum 为 unsigned
Update book set restnum=restnum-1 where id=1 ;
If(update 执行成功 ) commit;
Else rollback;
上面是个小技巧,通过把数据库模式临时设置为严格模式,当 restnum 被更新为 -1 的时候,由于 restnum 是 unsigned 类型的,因此 update 会执行失败,无论第二个 session做了什么数据库操作,都会被回滚,从而确保了数据的正确性,这个目的只是为了防止并发的时候极小概率出现的 2 个 session 的 sql 语句嵌套执行导致数据脏读。当然最好的办法还是修改表结构和 sql 语句,让 MYSQL 通过索引来加行锁, MySQL 测试版本为 5.0.75-log 和 5.1.36-community
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