深入浅出MySQL之锁
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。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。
1 锁分类
从对数据操作的粒度分 ：
1）表锁：操作时，会锁定整个表。
2）行锁：操作时，会锁定当前操作行。
从对数据操作的类型分：
1） 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。
2） 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。
2 MySQL锁概述
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。比如，MyISAM和MEMORY存储引擎采用的是表级锁（table-level locking）；BDB存储引擎采用的是页面锁（page-level locking），但也支持表级锁；InnoDB存储引擎既支持行级锁（row-level locking），也支持表级锁，但默认情况下是采用行级锁。MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下。
表级锁：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：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。
从上述特点可见，很难笼统地说哪种锁更好，只能就具体应用的特点来说哪种锁更合适！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，同时又有并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。
3 MyISAM表锁
MyISAM存储引擎使用越来越少，不作详细解读。简而言之，就是读锁会阻塞写，但是不会阻塞读。而写锁，则既会阻塞读，又会阻塞写。可使用如下语句测试：
加读锁：lock table table_name read;
加写锁：lock table table_name write;
查看锁的争用情况：show open tables;
In_user : 表当前被查询使用的次数。如果该数为零，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。
Table_locks_immediate ：指的是能够立即获得表级锁的次数，每立即获取锁，值加1。
Table_locks_waited：指的是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。
4 InnoDB行锁
4.1 行锁介绍
行锁特点 ：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。
4.2 背景介绍
事务及其ACID属性
事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元。
事务具有以下4个特性，简称为事务ACID属性。
ACID属性 |
含义 |
原子性 （Atomicity） |
事务是一个原子操作单元，其对数据的修改，要么全部成功，要么全部失败。 |
一致性 （Consistent） |
在事务开始和完成时，数据都必须保持一致状态。 |
隔离性（Isolation） |
数据库系统提供一定的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的 “独立” 环境下运行。 |
持久性（Durable） |
事务完成之后，对于数据的修改是永久的。 |
并发事务处理带来的问题：
问题 |
含义 |
丢失更新 |
当两个或多个事务选择同一行，最初的事务修改的值，会被后面的事务修改的值覆盖。 |
脏读 |
当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。 |
不可重复读 |
一个事务在读取某些数据后的某个时间，再次读取以前读过的数据，却发现和以前读出的数据不一致。 |
幻读 |
一个事务按照相同的查询条件重新读取以前查询过的数据，却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据。 |
事务隔离级别
为了解决上述提到的事务并发问题，数据库提供一定的事务隔离机制来解决这个问题。数据库的事务隔离越严格，并发副作用越小，但付出的代价也就越大，因为事务隔离实质上就是使用事务在一定程度上“串行化”进行，这显然与“并发” 是矛盾的。
数据库的隔离级别有4个，由低到高依次为Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable，这四个级别可以逐个解决脏写、脏读、不可重复读、幻读这几类问题。
隔离级别 |
丢失更新 |
脏读 |
不可重复读 |
幻读 |
Read uncommitted |
× |
√ |
√ |
√ |
Read committed |
× |
× |
√ |
√ |
Repeatable read |
× |
× |
× |
√ |
Serializable |
× |
× |
× |
× |
备注：√代表可能出现，×代表不会出现。
查看MySQL数据库的隔离级别：
4.3 InnoDB 的行锁模式
InnoDB 实现了以下两种类型的行锁。
共享锁（ S）：又称为读锁，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。
排他锁（ X）：又称为写锁，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：select * from table_name where ... lock in share mode;
排他锁：select * from table_name where ... for update;
4.4 行锁演示
准备数据如下：
CREATETABLE `test_innodb` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(64) COLLATE utf8_bin DEFAULTNULL,
`sex` varchar(1) COLLATE utf8_bin DEFAULTNULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_name` (`name`) USING HASH,
KEY `idx_sex` (`sex`) USING HASH
)ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=8 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (1, '张三', '1');
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (2, '李四', '0');
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (3, '王五', '1');
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (4, '赵六', '1');
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (5, '李七', '0');
INSERTINTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (6, '钱八', '1');
INSERT INTO `dblocktest`.`test_innodb`(`id`, `name`, `sex`)VALUES (7, '孙九', '1');
行锁演示如下：
4.5 无索引行锁升级为表锁
如果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。
查看表索引：show index from test_innodb;
示例演示：
Session-1 |
Session-2 |
set autocommit=0;关闭自动提交 |
set autocommit=0;关闭自动提交 |
update test_innodb set sex='2' where name=100;执行跟新语句成功 |
update test_innodb set sex='2' where name=200;等待 |
Commit提交 |
解除阻塞，更新成功 |
Commit提交 |
由于执行更新时 ，name字段本来为varchar类型， 我们是作为数组类型使用，存在类型转换，索引失效，最终行锁变为表锁；
4.6 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）。
示例如下：
Session-1 |
Session-2 |
set autocommit=0;关闭自动提交 |
set autocommit=0;关闭自动提交 |
update test_innodb set sex='66' where id <5;执行跟新语句成功 |
INSERT INTO `test_innodb`(`id`, `name`, `sex`) VALUES (8, 'XXX', '0');插入id为8的数据，阻塞。 |
Commit提交 |
解除阻塞，插入成功 |
Commit提交 |
InnoDB 行锁争用情况：
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。
总结
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的行级锁同样也有其脆弱的一面，当我们使用不当的时候，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：
1）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。
2）合理设计索引，尽量缩小锁的范围。
3）尽可能减少索引条件，及索引范围，避免间隙锁。
4）尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度。
5）尽可使用低级别事务隔离（但是需要业务层面满足需求）。