锁

一概述

     数据库锁定机制简单来说，就是数据库为了保证数据的一致性，而使各种共享资源在被并发访问变得有序所设计的一种规则。对于任何一种数据库来说都需要有相应的锁定机制。

MySQL各存储引擎使用了三种类型（级别）的锁定机制：表级锁定，行级锁定和页级锁定。

MySQL大致可归纳为以下3种锁：

     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。

顺便说下什么是死锁？

     所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等竺的进程称为死锁进程。

二、MySQL表级锁的锁模式（MyISAM)

1、读锁和写锁

     MySQL表级锁有两种模式：表共享锁（读锁）和表独占写锁（写锁）。

    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。

所以对MyISAM表进行操作，会有以下情况：

    a、对MyISAM表的读操作（加读锁），不会阻塞其他进程对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求。只有当读锁释放后，才会执行其它进程的写操作。

     b、对MyISAM表的写操作（加写锁），会阻塞其他进程对同一表的读和写操作，只有当写锁释放后，才会执行其它进程的读写操作。

简而言之，就是读锁会阻塞写，但是不会堵塞读。而写锁则会把读和写都堵塞。

2、表锁地优化

        使用表级锁定在锁定实现的过程中比实现行级锁定或页级锁定所带来的附加成本要小，锁定本身所消耗的资源也是最少的。但是由于锁定的颗粒度比较大，所以造成锁定资源的争用情况也会比其他的锁定级别都要多，从而在较大程度上会降低并发处理能力。所以表锁优化，最关键的是如何让其提高并发度。由于锁定级别是不可能改变的了，所以首先需要尽可能地锁定的时间变短，然后就是让可能并发进行的操作尽可能地并发。 

1.缩短锁定时间：

     1）尽量减少大的复杂的Query，将复杂的Query分拆成几个小的Query分步进行；

      2）尽可能地建立足够高效的索引，让数据检索更迅速；

      3）尽量让MyISAM存储引擎的表至存放必要的信息，控制字段类型；

      4）利用合理的机会优化MyISAM表数据文件。

三、InnoDB锁问题

      InnoDB与MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务（TRANSACTION）；二是采用了行级锁。行级锁和表级锁本来就有许多不同之处，另外，事务的引入也带来了一些新问题。

1、事务（Transaction）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4属性，通常称为事务的ACID属性。
原性性：原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。
一致性：如果事务执行之前数据库是一个完整性的状态,那么事务结束后,无论事务是否执行成功,数据库仍然是一个完整性状态.
隔离性：事务的隔离性是指多个用户并发访问数据库时，一个用户的事务不能被其它用户的事务所干扰，多个并发事务之间数据要相互隔离。
持久性：持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。

2、并发事务带来的问题

更新丢失： 当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题——最后的更新覆盖了其他事务所做的更新。
脏读:           事务A读取了事务B更新的数据，然后B回滚操作，那么A读取到的数据是脏数据
不可重复读:事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。
幻读:          系统管理员A将数据库中所有学生的成绩从具体分数改为ABCDE等级，但是系统管理员B就在这个时候插入了一条具体分数的记录，当系统管理员A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。

3、事务隔离级别

4、InnoDB行级锁 

      InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，这一点MySQL与Oracle不同，后者是通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。

      InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！

InnoDB实现了以下两种类型的行锁。

共享锁：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。
排他锁：允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同的数据集共享读锁和排他写锁。

5、间隙锁

  当我们用范围条件而不是相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合条件的已有数据的索引项加锁；对于键值在条件范围内但并不存在的记录，叫做“间隙(GAP)” .

 举例来说，假如emp表中只有101条记录，其empid的值分别是1,2,...,100,101，下面的SQL：

   SELECT * FROM emp WHERE empid > 100 FOR UPDATE

  是一个范围条件的检索，InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁，也会对empid大于101（这些记录并不存在）的“间隙”加锁。

这个时候如果你插入empid等于102的数据的，如果那边事物还没有提交，那你就会处于等待状态，无法插入数据

6、什么情况行锁会变表锁

  举一个例子，一个A表有个varchar属性的哪么，如果你在查询没有加‘name’（引号）那么这和时候同样能够实现查询功能，单行锁会变表锁。
 

四、优化建议

 （1）尽可能让所有数据都通过索引来完成，避免无索引，行锁升表锁。

 （2）合理设计索引，尽量缩小锁的范围

 （3）尽可能减少检索条件，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。