一、隐式锁
一个事务在执行
INSERT
操作时,如果即将插入的间隙
已经被其他事务加了gap锁
,那么本次INSERT
操作会阻塞,并且当前事务会在该间隙上加一个插入意向锁
,否则一般情况下INSERT
操作是不加锁的。如果一个事务第一插入了一条记录(此时并没有在内存生产与该记录关联的锁结构),然后另一个事务:
情况1、立即使用SELECT . . . FOR SHARE
语句读取这条记录,也就是要获取这条记录的S 锁
,或者使用SELECT . . . FOR UPDATE
语句读取这条记录,也就是要获取这条记录的X锁
,怎么办?如果允许这种情况的发生,那么可能产生脏读
问题
情况2、立即修改这条记录,也就是要获取这条记录的X 锁
,怎么办?如果允许这种情况的发生,那么可能产生脏写
问题。
这时候事务id
要起作用了。把聚簇索引
和二级索引
中的记录分开来分析
1、情景一:聚簇索引
对于
聚簇索引
记录来说,有一个trx_id
隐藏列,该隐藏列记录着最后改动改记录的事务id
。那么如果在当前事务中新插入一条聚簇索引记录后,该记录的trx_id
隐藏列代表的就是当前事务的事务id
,如果其他事务此时想对该记录添加S 锁
或者X 锁
时,第一会看一下该记录的trx_id
隐藏列代表的事务是否时当前的活跃事务,如果是,那么就协助当前事务创建一个X锁
(也就是为当前事务创建一个锁结构,is_waiting
属性是false
),然后自己进入等待状态(也就是为自己也创建一个锁结构,is_waiting
属性是true
)
2、情景二:二级索引
对于
二级索引
记录来说,本身并没有trx_id
隐藏列,但是在二级索引
页面的Page Header
部分有一个PAGE_MAX_TRX_ID
属性,该属性代表对该页面做改动的最大的事务id
,如果PAGE_MAX_TRX_ID
属性值小于当前最小的活跃事务id
,说明对该页面做修改的事务都已经提交了,否则就需要在页面中定位到对应的二级索引
记录,然后回表
找到它对应的聚簇索引
记录,然后再重复情景一
的做法
3、小结
一个事务对新插入的记录可以不显示的加锁(生成一个锁结构),但是由于
事务id
的存在,相当于加了一个隐式锁
。别的事务在对这条记录加S锁
或者X锁
时,由于隐式锁
的存在,会先协助当前事务生成一个锁结构
,然后自己再生成一个锁结构
后进入等待状态
。隐式锁
是一种延迟加锁
的机制,从而来减少加锁的数量。
隐式锁
在实际内存对象中并不含有这个锁信息。只有当产生锁等待
时,隐式锁
转化为显式锁
。
4、实战
InnoDB的
INSERT
操作,对插入的记录不加锁,但是此时如果另一个线程进行当前读,会怎样?
- Session1
BEGIN ;
SELECT *
FROM student;
INSERT INTO student
VALUE (4, Raven , 三班 );
- Session2
BEGIN ;
SELECT *
FROM student FOR SHARE ;
- 查看锁信息
SELECT *
FROM performance_schema.data_lock_waits;
小结:隐式锁的逻辑过程
- A、InnoDB的每条记录中都一个隐含的
trx_id
字段,这个字段存在于聚簇索引
的B+Tree中。 - B、在操作一条记录前,第一根据记录中的
trx_id
检查该事务是否是活动的事务(未提交或回滚)。如果是活动的事务,第一将隐式锁
转换为显式锁
(就是为该事务添加一个锁)。 - C、检查是否有锁冲突,如果有冲突,创建锁,并设置为waiting状态。如果没有冲突不加锁,跳到E。
- D、等待加锁成功,被唤醒,或者超时。
- E、写数据,并将自己的
trx_id
写入trx_id
字段。
二、 显式锁
通过特定的语句进行加锁,我们一般称之为显示加锁
- 显示加共享锁
SELECT . . . FOR SHARE
- 显示加排它锁
SELECT . . . FOR UPDATE
三、全局锁
全局锁就是对
整个数据库实例
加锁。当你需要让整个库处于只读状态
的时候,可以使用这个命令,之后其他线程的以下语句会被阻塞:
1、数据更新语句
(数据的增删改)
2、数据定义语句
(包括建表、修改表结构等)和更新类事务的提交语句。
全局锁的典型使用场景
是:做全库逻辑备份
。
- 全局锁的命令
Flush tables with read lock
四、死锁
死锁
是指两个或多个
事务在同一资源上相互占用,并请求锁定对方占用的资源,从而导致恶性循环
。两个事务都持有对方需要的锁,并且在等待对方释放,并且双方都不会释放自己的锁
1、实战1
2、小结
这时候,事务1在等待事务2释放id=2的行锁,而事务2在等待事务1释放id=1的行锁。 事务1和事务2在相互等待对方的资源释放,就是进入了死锁状态。当出现死锁后来,有
两种策略
:
- 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。 - 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(将持有最少行级排他锁的事务进行回滚),让其他事务得以继续执行。将参数
innodb_deadlock_detect
设置为on
,表明开启这个逻辑。
4、产生死锁的必要条件:两个(或以上)的 Session加锁的顺序不一致
- 1、2个或者2个以上事务
- 2、每个事务都已经持有锁并且申请新的锁
- 3、锁资源同时只能被同一个事务持有或者不兼容
- 4、事务之间由于持有锁和申请锁导致彼此循环等待
5、处理死锁
5.1、方式1-等待,直到超时(Innodb_lock_wait_timeout=50s)
当两个事务相互等待时,当一个事务等待时间超过设置的阈值时,就将其
回滚
,另外事务继续进行。这种方法简单有效,在InnoDB中,参数Innodb_lock_wait_timeout
用来设置超时时间。
缺点:对于在线服务来说,这个等待时间往往是无法接受的
如果将该参数修改短一些,如1s,0.1s是不合适,容易吴伤到普通的锁等待
5.2、方式2-使用死锁检测进行死锁处理
方式1检测死锁太过被动,InnoDB还提供了
wait-for graph 算法
来主动进行死锁检测
,每当加锁请求无法立即满足需要并进入等待时,wait-for graph 算法
都会被触发。这是一种较为主动的死锁检测机制
,要求数据库保存锁的信息链表
和事务等待链表
两部分信息
-
wait-for graph 算法
-
基于这两个信息,可以绘制
wait-for graph
等待图
死锁检测
的原理是构建一个以事务为顶点、锁位边
的有向图,判断有向图是否存在环,存在即有死锁
。一旦检测到回路、有死锁,这时候InnoDB存储引擎会选择回滚 undo 量最小的事务
,让其他事务继续执行(innodb_deadlock_detect=on
表明开启这个逻辑)
-
死锁检测缺点
:每个新的被阻塞的线程,都需要判断是不是由于自己的加入导致了死锁
,这个操作时间复杂度是O(n)。如果100个并发线程同时更新同一行,意味着样检查100*100=1万次
,1万个线程就会有1千万次检测
5.3、解决 死锁
5.3.1、方式1
关闭死锁检测,但意味着可能会出现大量的超时,会导致业务有损
5.3.1、方式2
控制并发访问的数量。列如在
中间件
中实现对于一样行的更新,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
5.4、第二种策略的成本分析
方法1:关闭死锁检测
如果能确保这个
业务必定不会出现死锁,可以临时把死锁检测关掉
。但是这种操作本身带有必定的风险,由于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。
方法2:控制并发度
如果
并发能够控制住
,列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。
这个并发控制要做在数据库服务端
。如果你有中间件,可以思考在中间件实现
;甚至有能力修改MySQL源码的人,也可以做在MySQL里面。基本思路就是,对于一样行的更新,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。
6、小结:避免死锁
- 合理设计索引,使业务 SQL 尽可能通过索引定位更少的行,减少
锁竞争
- 调整业务逻辑 SQL 执行顺序,避免
UPDATE / DELETE
长时间持有锁的 SQL 在事务前面 - 避免
大事务
,尽量将大事务拆成多个小事务来处理,小事务缩短锁定资源的时间,发生锁冲突的几率也更小 - 在并发比较高的系统中,不要显示加锁,特别是是在事务里显示加锁。如
SELECT . . . FOR UPDATE
语句,如果是在事务里运行了Start Transaction
或设置了autocommit = 0
,那么就会锁定所查找到的记录 - 降低隔离级别。如果业务允许,将隔离级别调低也是较好的选择,列如将隔离级别从
RR
调整为RC
,可以避免掉许多由于gap锁
造成的死锁
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