MySQL 意向共享锁、意向排他锁、死锁

终有救赎

2023-11-06600阅读6分钟

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专栏持续更新中：MySQL详解

一、InnoDB表级锁

我们知道，InnoDB是支持行锁，但不是每次都获取行锁，如果不使用索引的，那还是获取的表锁。而且有的时候，我们希望直接去使用表锁

在绝大部分情况下都应该使用行锁，因为事务的并发效率比表锁更高，但个别情况下也使用表级锁：

• 事务需要更新大部分或全部数据，表又比较大，如果使用默认的行锁，给大部分行都加锁（此时不如直接加表锁），不仅这个事务执行效率低，而且可能造成其他事务长时间等待和锁冲突
• 事务涉及多个表，比较复杂，如果都用行锁，很可能引起死锁，造成大量事务回滚

当我们希望获取表锁时，可以使用以下命令：

LOCK TABLE user READ  -- 获取这张表的读锁
LOCK TABLE user WRITE -- 获取这张表的写锁
事务执行...
COMMIT/ROLLBACK;      -- 事务提交或者回滚
UNLOCK TABLES;        -- 本身自带提交事务，释放线程占用的所有表锁

在使用表锁的时候，涉及到效率的问题：如果我们要获取一张表的排它锁X，最起码得确定，这张表没有被其他事务获取过S锁或X锁，以及这张表没有任何行被其他事务获取过行S或X锁

假如这张表有1000万个数据，那我怎么知道这1000万行哪些有行锁哪些没有行锁呢？

除了挨个检查，没有更好的办法，这就导致效率低下的问题

我们这里学习的意向共享锁和意向排他锁就是用来解决，由于需要加表锁而去挨个遍历数据，确定是否有某些数据被加了行锁，而导致的效率低下问题。作用就是快速判断表里是否有记录被加锁

二、意向共享锁和意向排他锁（表锁而非行锁）

意向锁的作用：为了可以更快速的获取表锁

意向共享锁（IS锁）：事务在给一行记录加共享锁前，必须先取得该表的IS锁

意向排他锁（IX锁）：事务在给一行记录加排他锁前，必须先取得该表的IX锁

（上面表格所有的锁都是针对整表）

1. 在加行锁之前，由InnoDB存储引擎自动加上表的IS或IX锁，我们无法手动获取IS或IX锁
2. 意向锁之间都兼容，不会产生冲突
3. 意向锁存在的意义是为了更高效的获取表锁（表格中的X、S、IX、IS指的是表锁，不是行锁）
4. 意向锁是表级锁，协调表锁和行锁的共存关系，主要目的是显示事务正在锁定某行或者试图锁定某行。

分析事务1获取行X锁和事务2获取表S锁：

首先事务1需要给表的第10行数据加X锁，于是InnoDB存储引擎自动给整张表加上了IX锁。当事务2再想获取整张表的S锁时，看到这张表已经有别的事务获取了IX锁了，就说明这张表肯定有某些数据被加上了X锁，这就导致事务2不能给整张表加S锁了。此时事务2只能等待，无法成功获取表S锁

当某个事务要获取表的X锁时，不需要再检查哪些行被加上了X或S锁，只需要检查整表是否被加上IX或IS锁即可

三、死锁

1. 数据库中的死锁

MyISAM 表锁是 deadlock free 的， 这是因为 MyISAM 不支持事务，只支持表锁，而且总是一次获得所需的全部锁，要么全部满足，要么等待，因此不会出现死锁。如果是处理多张表，还是可能出现死锁问题的

在 InnoDB 中，除单个 SQL 组成的事务外，锁是逐步获得的，即锁的粒度比较小（行锁），这就决定了在 InnoDB 中发生死锁是可能的

死锁问题一般都是我们自己的应用造成的，和多线程编程的死锁情况相似，大部分都是由于我们多个线程在获取多个锁资源的时候，获取的顺序不同而导致的死锁问题。因此我们应用在对数据库的多个表做更新的时候，不同的代码段，应对这些表按相同的顺序进行更新操作，以防止锁冲突导致死锁问题

2. 死锁场景以及解决办法

死锁出现的场景如下：

事务1成功获取行锁1

事务2成功获取行锁2

…

事务1无法获取行锁2，被阻塞的同时也无法释放行锁1

事务2无法获取行锁1，被阻塞的同时也无法释放行锁2

此时所有的事务都阻塞住了，相当于进程内的所有线程都阻塞住了，发生了死锁问题

解决死锁办法：多个事务/线程获取多个相同资源锁的时候应该按照同样的顺序获取锁。与此同时，由于mysqld（MySQL Server守护进程）设置了事务阻塞的超时时间，事务不会阻塞很长时间，超时后事务处理失败，自动释放当前占有的锁

3. 操作

设置自动提交 以及 可重复读隔离级别，开启事务

查询一下表数据，在可重复读隔离级别使用的是MVCC提供的快照读，并没有加锁

事务1获取id=7的排他锁，事务2获取id=8的排他锁

事务1再次获取id=8的排他锁，发生阻塞

事务2再次获取id=7的排他锁

此时由于MySQL Server检测到发生了死锁，于是解除事务1的阻塞，进行事务1的rollback，释放其占有的行锁，于是事务2成功获取id=7的排他锁

两个事务发生死锁时，MySQL Server会选择一个事务释放锁并进行rollback

四、锁的优化建议

• 在能正确完成业务的前提下，为确保效率，尽量使用较低的隔离级别（必须避免脏读）
• 设计合理的索引并尽量使用索引访问数据，使加锁更准确，减少锁冲突的机会，提高并发能力
• 选择合理的事务大小，小事务发生锁冲突的概率小（事务越大，包含的SQL越多，可能包含更多的表资源和行资源的锁，增大了锁冲突的概率）
• 不同的程序访问一组表时，应尽量约定以相同的顺序访问各表，对一个表而言，尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大大减少死锁的机会
• 尽量用相等条件访问数据，这样可以避免间隙锁对并发插入的影响（其实等值查询也会加间隙锁）
• 不要申请超过实际需要的锁级别
• 除非必须，查询时不要显示加锁（在已提交读和可重复读隔离级别，MVCC提供了读取机制，不需要手动加锁）