文章目录
- 1. 锁分类
- 2. Mysql 锁
- 3. MyISAM 表锁
- 查看锁的争用情况
- 4. InnoDB 行锁
- 4.1 事务及其ACID属性
- 4.2 并发事务处理带来的问题
- 4.3 事务隔离级别
- 4.4 InnoDB 的行锁模式
- 4.5 行锁演示
- 4.6 无索引行锁升级为表锁
- 4.7 间隙锁危害
- 4.8 InnoDB 行锁争用情况
- 事务的传播行为
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。
表锁有两种：一种是表锁，一种是元数据锁（metadata lock，MDL)。
表锁的语法是 lock tables … read/write。与 FTWRL 类似，可以用 unlock tables 主动释放锁，也可以在客户端断开的时候自动释放。
需要注意，lock tables 语法除了会限制别的线程的读写外，也限定了本线程接下来的操作对象。举个例子, 如果在某个线程 A 中执行 lock tables t1 read, t2 write; 这个语句，则其他线程写 t1、读写 t2 的语句都会被阻塞。同时，线程 A 在执行 unlock tables 之前，也只能执行读 t1、读写 t2 的操作。连写 t1 都不允许，自然也不能访问其他表。在还没有出现更细粒度的锁的时候，表锁是最常用的处理并发的方式。而对于 InnoDB 这种支持行锁的引擎，一般不使用 lock tables 命令来控制并发，毕竟锁住整个表的影响面还是太大。
另一类表级的锁是 MDL（metadata lock)。MDL 不需要显式使用，在访问一个表的时候会被自动加上。MDL 的作用是，保证读写的正确性。你可以想象一下，如果一个查询正在遍历一个表中的数据，而执行期间另一个线程对这个表结构做变更，删了一列，那么查询线程拿到的结果跟表结构对不上，肯定是不行的。
2） 行锁：操作时，会锁定当前操作行。
- 两阶段锁
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。
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。
此外还有一个全局锁，全局锁顾名思义，全局锁就是对整个数据库实例加锁。MySQL 提供了一个加全局读锁的方法，命令是 Flush tables with read lock (FTWRL)。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：数据更新语句（数据的增删改）、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。
2. Mysql 锁
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。下表中罗列出了各存储引擎对锁的支持情况：
存储引擎 | 表级锁 | 行级锁 | 页面锁 |
MyISAM | 支持 | 不支持 | 不支持 |
InnoDB | 支持 | 支持 | 不支持 |
MEMORY | 支持 | 不支持 | 不支持 |
BDB | 支持 | 不支持 | 支持 |
MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下 ：
锁类型 | 特点 |
表级锁 | 偏向MyISAM 存储引擎，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 | 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。 |
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 存储引擎只支持表锁，这也是MySQL开始几个版本中唯一支持的锁类型。
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。
显示加表锁语法：
加读锁 ： lock table table_name read;
加写锁 ： lock table table_name write；
此外，MyISAM 的读写锁调度是写优先，这也是MyISAM不适合做写为主的表的存储引擎的原因。因为写锁后，其
他线程不能做任何操作，大量的更新会使查询很难得到锁，从而造成永远阻塞。
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。
show status like 'Table_locks%';
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
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。
4.1 事务及其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。 |
4.2 并发事务处理带来的问题
问题 | 含义 |
丢失更新（Lost Update） | 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（Dirty Reads） | 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（Non-Repeatable Reads） | 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（Phantom Reads） | 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。 |
4.3 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（默认） | × | × | × | √ |
Serializable | × | × | × | × |
备注 ： √ 代表可能出现 ， × 代表不会出现 。
Mysql 的数据库的默认隔离级别为 Repeatable read
查看方式：
show variables like 'tx_isolation';事务隔离性由锁来实现。原子性、一致性、持久性通过数据库的redolog和undo log来完成。redo log称为重做日志，用来保证事务的原子性和持久性。undo log用来保证事务的一致性。
4.4 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（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE
排他锁（X) ：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE4.5 行锁演示
4.6 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。
查看当前表的索引 ： show index from test_innodb_lock ;
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 ；
4.7 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） 。
4.8 InnoDB 行锁争用情况
show status like 'innodb_row_lock%';
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。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：
- 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。
- 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
- 尽可能减少索引条件，及索引范围，避免间隙锁
- 尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度
- 尽可使用低级别事务隔离（但是需要业务层面满足需求）
事务的传播行为
事务传播行为是Spring框架独有的事务增强特性，他不属于的事务实际提供方数据库行为。
- PROPAGATION_REQUIRED 如果当前没有事务，就新建一个事务，如果已经存在一个事务中，加入到这个事务中。这是最常见的选择。
- PROPAGATION_SUPPORTS 支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。
- PROPAGATION_MANDATORY 使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常。
- PROPAGATION_REQUIRES_NEW 新建事务，如果当前存在事务，把当前事务挂起。
- PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
- PROPAGATION_NEVER 以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
- PROPAGATION_NESTED 如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。
