mysql数据库锁定机制

前言

为了保证数据的一致完整性，任何一个数据库都存在锁定机制。锁定机制的优劣直接应想到一个数据库系统的并发处理能力和性能，所以锁定机制的实现也就 成为了各种数据库的核心技术之一。本章将对MySQL中两种使用最为频繁的存储引擎MyISAM和Innodb各自的锁定机制进行较为详细的分析。

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。在本书的示例中，显式加锁基本上都是为了方便而已，并非必须如此。

MyISAM表锁

MyISAM 存储引擎只支持表锁，这也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。随着应用对事务完整性和 并发性要求的不断提高，MySQL才开始开发基于事务的存储引擎，后来慢慢出现了支持页锁的BDB存储引擎和支持行锁的InnoDB存储引擎（实际 InnoDB是单独的一个公司，现在已经被Oracle公司收购）。但是MyISAM的表锁依然是使用最为广泛的锁类型。本节将详细介绍MyISAM表锁 的使用。

查询表级锁争用情况

可以通过检查table_locks_waited和table_locks_immediate状态变量来分析系统上的表锁定争夺：

mysql> show status like 'table%';

+-----------------------+-------+

| Variable_name         | Value |

+-----------------------+-------+

| Table_locks_immediate | 2979 |

| Table_locks_waited    | 0     |

+-----------------------+-------+

2 rows in set (0.00 sec))

如果Table_locks_waited的值比较高，则说明存在着较严重的表级锁争用情况。

MySQL表级锁的锁模式

MySQL的表级锁有两种模式：表共享读锁（Table Read Lock）和表独占写锁（Table Write Lock）。锁模式的兼容性如表20-1所示。

表20-1                                            MySQL中的表锁兼容性

请求锁模式

是否兼容

当前锁模式

None

读锁

写锁

读锁

是

是

否

写锁

是

否

否

可 见，对MyISAM表的读操作，不会阻塞其他用户对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求；对 MyISAM表的写操作，则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作；MyISAM表的读操作与写操作之间，以及写操作之间是串行的！根据如表20-2所示的 例子可以知道，当一个线程获得对一个表的写锁后，只有持有锁的线程可以对表进行更新操作。其他线程的读、写操作都会等待，直到锁被释放为止。

表20-2                          MyISAM存储引擎的写阻塞读例子

session_1

session_2

获得表film_text的WRITE锁定

mysql> lock table film_text write;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

当前session对锁定表的查询、更新、插入操作都可以执行：

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;

+---------+-------------+

| film_id | title       |

+---------+-------------+

| 1001    | Update Test |

+---------+-------------+

1 row in set (0.00 sec)

mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1003,'Test');

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

其他session对锁定表的查询被阻塞，需要等待锁被释放：

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;

等待

释放锁：

mysql> unlock tables;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

等待

Session2获得锁，查询返回：

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;

+---------+-------+

| film_id | title |

+---------+-------+

| 1001    | Test |

+---------+-------+

1 row in set (57.59 sec)

如何加表锁

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。在本书的示例中，显式加锁基本上都是为了方便而已，并非必须如此。

给MyISAM表显示加锁，一 般是为了在一定程度模拟事务操作，实现对某一时间点多个表的一致性读取。例如， 有一个订单表orders，其中记录有各订单的总金额total，同时还有一个订单明细表order_detail，其中记录有各订单每一产品的金额小计 subtotal，假设我们需要检查这两个表的金额合计是否相符，可能就需要执行如下两条SQL：

Select sum(total) from orders;

Select sum(subtotal) from order_detail;

这时，如果不先给两个表加锁，就可能产生错误的结果，因为第一条语句执行过程中，order_detail表可能已经发生了改变。因此，正确的方法应该是：

Lock tables orders read local, order_detail read local;

Select sum(total) from orders;

Select sum(subtotal) from order_detail;

Unlock tables;

要特别说明以下两点内容。

¡ 上面的例子在LOCK TABLES时加了“local”选项，其作用就是在满足MyISAM表并发插入条件的情况下，允许其他用户在表尾并发插入记录，有关MyISAM表的并发插入问题，在后面的章节中还会进一步介绍。

¡ 在用LOCK TABLES给表显式加表锁时，必须同时取得所有涉及到表的锁，并且MySQL不支持锁升级。也就是说，在执行LOCK TABLES后，只能访问显式加锁的这些表，不能访问未加锁的表；同时，如果加的是读锁，那么只能执行查询操作，而不能执行更新操作。其实，在自动加锁的 情况下也基本如此，MyISAM总是一次获得SQL语句所需要的全部锁。这也正是MyISAM表不会出现死锁（Deadlock Free）的原因。

在如表20-3所示的例子中，一个session使用LOCK TABLE命令给表film_text加了读锁，这个session可以查询锁定表中的记录，但更新或访问其他表都会提示错误；同时，另外一个session可以查询表中的记录，但更新就会出现锁等待。

表20-3                   MyISAM存储引擎的读阻塞写例子

session_1

session_2

获得表film_text的READ锁定

mysql> lock table film_text read;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

当前session可以查询该表记录

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;

+---------+------------------+

| film_id | title            |

+---------+------------------+

| 1001     | ACADEMY DINOSAUR |

+---------+------------------+

1 row in set (0.00 sec)

其他session也可以查询该表的记录

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1001;

+---------+------------------+

| film_id | title            |

+---------+------------------+

| 1001    | ACADEMY DINOSAUR |

+---------+------------------+

1 row in set (0.00 sec)

当前session不能查询没有锁定的表

mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001;

ERROR 1100 (HY000): Table 'film' was not locked with LOCK TABLES

其他session可以查询或者更新未锁定的表

mysql> select film_id,title from film where film_id = 1001;

+---------+---------------+

| film_id | title         |

+---------+---------------+

| 1001    | update record |

+---------+---------------+

1 row in set (0.00 sec)

mysql> update film set title = 'Test' where film_id = 1001;

Query OK, 1 row affected (0.04 sec)

Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

当前session中插入或者更新锁定的表都会提示错误：

mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');

ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated

mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;

ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated

其他session更新锁定表会等待获得锁：

mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;

等待

释放锁

mysql> unlock tables;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

等待

Session获得锁，更新操作完成：

mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;

Query OK, 1 row affected (1 min 0.71 sec)

Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

当使用LOCK TABLES时，不仅需要一次锁定用到的所有表，而且，同一个表在SQL语句中出现多少次，就要通过与SQL语句中相同的别名锁定多少次，否则也会出错！举例说明如下。

（1）对actor表获得读锁：

mysql> lock table actor read;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

（2）但是通过别名访问会提示错误：

mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' and a.last_name <> b.last_name;

ERROR 1100 (HY000): Table 'a' was not locked with LOCK TABLES

（3）需要对别名分别锁定：

mysql> lock table actor as a read,actor as b read;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

（4）按照别名的查询可以正确执行：

mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' and a.last_name <> b.last_name;

+------------+-----------+------------+-----------+

| first_name | last_name | first_name | last_name |

+------------+-----------+------------+-----------+

| Lisa       | Tom       | LISA       | MONROE    |

+------------+-----------+------------+-----------+

1 row in set (0.00 sec)

并发插入（Concurrent Inserts）

上文提到过MyISAM表的读和写是串行的，但这是就总体而言的。在一定条件下，MyISAM表也支持查询和插入操作的并发进行。

MyISAM存储引擎有一个系统变量concurrent_insert，专门用以控制其并发插入的行为，其值分别可以为0、1或2。

l         当concurrent_insert设置为0时，不允许并发插入。

l         当concurrent_insert设置为1时，如果MyISAM表中没有空洞（即表的中间没有被删除的行），MyISAM允许在一个进程读表的同时，另一个进程从表尾插入记录。这也是MySQL的默认设置。

l         当concurrent_insert设置为2时，无论MyISAM表中有没有空洞，都允许在表尾并发插入记录。

在 如表20-4所示的例子中，session_1获得了一个表的READ LOCAL锁，该线程可以对表进行查询操作，但不能对表进行更新操作；其他的线程（session_2），虽然不能对表进行删除和更新操作，但却可以对该 表进行并发插入操作，这里假设该表中间不存在空洞。

表20-4              MyISAM存储引擎的读写（INSERT）并发例子

session_1

session_2

获得表film_text的READ LOCAL锁定

mysql> lock table film_text read local;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

当前session不能对锁定表进行更新或者插入操作：

mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');

ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated

mysql> update film_text set title = 'Test' where film_id = 1001;

ERROR 1099 (HY000): Table 'film_text' was locked with a READ lock and can't be updated

其他session可以进行插入操作，但是更新会等待：

mysql> insert into film_text (film_id,title) values(1002,'Test');

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001;

等待

当前session不能访问其他session插入的记录：

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002;

Empty set (0.00 sec)

释放锁：

mysql> unlock tables;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

等待

当前session解锁后可以获得其他session插入的记录：

mysql> select film_id,title from film_text where film_id = 1002;

+---------+-------+

| film_id | title |

+---------+-------+

| 1002    | Test |

+---------+-------+

1 row in set (0.00 sec)

Session2获得锁，更新操作完成：

mysql> update film_text set title = 'Update Test' where film_id = 1001;

Query OK, 1 row affected (1 min 17.75 sec)

Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

可 以利用MyISAM存储引擎的并发插入特性，来解决应 用中对同一表查询和插入的锁争用。例如，将concurrent_insert系统变量设为2，总是允许并发插入；同时，通过定期在系统空闲时段执行 OPTIMIZE TABLE语句来整理空间碎片，收回因删除记录而产生的中间空洞。有关OPTIMIZE TABLE语句的详细介绍，可以参见第18章中“两个简单实用的优化方法”一节的内容。

MyISAM的锁调度

前面讲过，MyISAM存储引 擎的读锁和写锁是互斥的，读写操作是串行的。那么，一个进程请求某个 MyISAM表的读锁，同时另一个进程也请求同一表的写锁，MySQL如何处理呢？答案是写进程先获得锁。不仅如此，即使读请求先到锁等待队列，写请求后 到，写锁也会插到读锁请求之前！这是因为MySQL认为写请求一般比读请求要重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原 因，因为，大量的更新操作会造成查询操作很难获得读锁，从而可能永远阻塞。这种情况有时可能会变得非常糟糕！幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM 的调度行为。

¡ 通过指定启动参数low-priority-updates，使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。

¡ 通过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使该连接发出的更新请求优先级降低。

¡ 通过指定INSERT、UPDATE、DELETE语句的LOW_PRIORITY属性，降低该语句的优先级。

虽然上面3种方法都是要么更新优先，要么查询优先的方法，但还是可以用其来解决查询相对重要的应用（如用户登录系统）中，读锁等待严重的问题。

另外，MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突，即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值，当一个表的读锁达到这个值后，MySQL就暂时将写请求的优先级降低，给读进程一定获得锁的机会。

上 面已经讨论了写优先调度机制带来的问题和解决办法。这 里还要强调一点：一些需要长时间运行的查询操作，也会使写进程“饿死”！因此，应用中应尽量避免出现长时间运行的查询操作，不要总想用一条SELECT语 句来解决问题，因为这种看似巧妙的SQL语句，往往比较复杂，执行时间较长，在可能的情况下可以通过使用中间表等措施对SQL语句做一定的“分解”，使每 一步查询都能在较短时间完成，从而减少锁冲突。如果复杂查询不可避免，应尽量安排在数据库空闲时段执行，比如一些定期统计可以安排在夜间执行。