如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)訪問(wèn)的一致性、有效性是所有數(shù)據(jù)庫(kù)必須解決的一個(gè)問(wèn)題，鎖沖突也是影響數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)訪問(wèn)性能的一個(gè)重要因素。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，鎖對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)而言顯得尤其重要，也更加復(fù)雜。

MySQL鎖概述

相對(duì)其他數(shù)據(jù)庫(kù)而言，MySQL的鎖機(jī)制比較簡(jiǎn)單，其最顯著的特點(diǎn)是不同的存儲(chǔ)引擎支持不同的鎖機(jī)制。
比如

MyISAM和MEMORY存儲(chǔ)引擎采用的是表級(jí)鎖（table-level locking）。

InnoDB存儲(chǔ)引擎既支持行級(jí)鎖（row-level locking），也支持表級(jí)鎖，但默認(rèn)情況下是采用行級(jí)鎖。

MySQL這3種鎖的特性可大致歸納如下

表級(jí)鎖：開(kāi)銷(xiāo)小，加鎖快；不會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高,并發(fā)度最低。

行級(jí)鎖：開(kāi)銷(xiāo)大，加鎖慢；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低,并發(fā)度也最高。

頁(yè)面鎖：開(kāi)銷(xiāo)和加鎖時(shí)間界于表鎖和行鎖之間；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發(fā)度一般。

僅從鎖的角度來(lái)說(shuō)：表級(jí)鎖更適合于以查詢?yōu)橹鳎挥猩倭堪此饕龡l件更新數(shù)據(jù)的應(yīng)用，如Web應(yīng)用；而行級(jí)鎖則更適合于有大量按索引條件并發(fā)更新少量不同數(shù)據(jù)，同時(shí)又有并發(fā)查詢的應(yīng)用，如一些在線事務(wù)處理（OLTP）系統(tǒng)。下面幾節(jié)我們重點(diǎn)介紹MySQL表鎖和 InnoDB行鎖的問(wèn)題。

MyISAM表鎖

MyISAM存儲(chǔ)引擎只支持表鎖，這也是MySQL開(kāi)始幾個(gè)版本中唯一支持的鎖類(lèi)型。隨著應(yīng)用對(duì)事務(wù)完整性和并發(fā)性要求的不斷提高，MySQL才開(kāi)始開(kāi)發(fā)基于事務(wù)的存儲(chǔ)引擎，后來(lái)慢慢出現(xiàn)了支持頁(yè)鎖的BDB存儲(chǔ)引擎和支持行鎖的InnoDB存儲(chǔ)引擎（實(shí)際 InnoDB是單獨(dú)的一個(gè)公司，現(xiàn)在已經(jīng)被Oracle公司收購(gòu)）。但是MyISAM的表鎖依然是使用最為廣泛的鎖類(lèi)型。本節(jié)將詳細(xì)介紹MyISAM表鎖的使用。

查詢表級(jí)鎖爭(zhēng)用情況

可以通過(guò)檢查table_locks_waited和table_locks_immediate狀態(tài)變量來(lái)分析系統(tǒng)上的表鎖定爭(zhēng)奪：

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的值比較高，則說(shuō)明存在著較嚴(yán)重的表級(jí)鎖爭(zhēng)用情況。

MySQL表級(jí)鎖的鎖模式

MySQL的表級(jí)鎖有兩種模式：表共享讀鎖（Table Read Lock）和表獨(dú)占寫(xiě)鎖（Table Write Lock）。

MyISAM表的讀操作，不會(huì)阻塞其他用戶對(duì)同一表的讀請(qǐng)求，但會(huì)阻塞對(duì)同一表的寫(xiě)請(qǐng)求；
MyISAM表的寫(xiě)操作，則會(huì)阻塞其他用戶對(duì)同一表的讀和寫(xiě)操作；
MyISAM表的讀操作與寫(xiě)操作之間，以及寫(xiě)操作之間是串行的；
當(dāng)一個(gè)線程獲得對(duì)一個(gè)表的寫(xiě)鎖后，只有持有鎖的線程可以對(duì)表進(jìn)行更新操作。其他線程的讀、寫(xiě)操作都會(huì)等待，直到鎖被釋放為止。

獲得表film_text的WRITE鎖定

mysql> lock table film_text write;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

當(dāng)前session對(duì)鎖定表的查詢、更新、插入操作都可以執(zhí)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對(duì)鎖定表的查詢被阻塞，需要等待鎖被釋放：

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

等待

釋放鎖：

mysql> unlock tables;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

等待

Session2獲得鎖，查詢返回：

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

| film_id | title |

| 1001 | Test |

1 row in set (57.59 sec)

如何加表鎖？

MyISAM在執(zhí)行查詢語(yǔ)句（SELECT）前，會(huì)自動(dòng)給涉及的所有表加讀鎖，在執(zhí)行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會(huì)自動(dòng)給涉及的表加寫(xiě)鎖，這個(gè)過(guò)程并不需要用戶干預(yù)，因此，用戶一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。在示例中，顯式加鎖基本上都是為了方便而已，并非必須如此。

給MyISAM表顯示加鎖，一般是為了在一定程度模擬事務(wù)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一時(shí)間點(diǎn)多個(gè)表的一致性讀取。例如，有一個(gè)訂單表orders，其中記錄有各訂單的總金額total，同時(shí)還有一個(gè)訂單明細(xì)表order_detail，其中記錄有各訂單每一產(chǎn)品的金額小計(jì) subtotal，假設(shè)我們需要檢查這兩個(gè)表的金額合計(jì)是否相符，可能就需要執(zhí)行如下兩條SQL：

Select sum(total) from orders;

Select sum(subtotal) from order_detail;

這時(shí)，如果不先給兩個(gè)表加鎖，就可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果，因?yàn)榈谝粭l語(yǔ)句執(zhí)行過(guò)程中，order_detail表可能已經(jīng)發(fā)生了改變。因此，正確的方法應(yīng)該是：

Lock tables orders read local, order_detail read local;

Select sum(total) from orders;

Select sum(subtotal) from order_detail;

Unlock tables;

要特別說(shuō)明以下兩點(diǎn)內(nèi)容。

上面的例子在LOCK TABLES時(shí)加了“l(fā)ocal”選項(xiàng)，其作用就是在滿足MyISAM表并發(fā)插入條件的情況下，允許其他用戶在表尾并發(fā)插入記錄，有關(guān)MyISAM表的并發(fā)插入問(wèn)題，后面還會(huì)進(jìn)一步介紹。

在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時(shí)，必須同時(shí)取得所有涉及到表的鎖，并且MySQL不支持鎖升級(jí)。也就是說(shuō)，在執(zhí)行LOCK TABLES后，只能訪問(wèn)顯式加鎖的這些表，不能訪問(wèn)未加鎖的表；同時(shí)，如果加的是讀鎖，那么只能執(zhí)行查詢操作，而不能執(zhí)行更新操作。其實(shí)，在自動(dòng)加鎖的情況下也基本如此，MyISAM總是一次獲得SQL語(yǔ)句所需要的全部鎖。這也正是MyISAM表不會(huì)出現(xiàn)死鎖（Deadlock Free）的原因。

一個(gè)session使用LOCK TABLE命令給表film_text加了讀鎖，這個(gè)session可以查詢鎖定表中的記錄，但更新或訪問(wèn)其他表都會(huì)提示錯(cuò)誤；同時(shí)，另外一個(gè)session可以查詢表中的記錄，但更新就會(huì)出現(xiàn)鎖等待。

當(dāng)使用LOCK TABLES時(shí)，不僅需要一次鎖定用到的所有表，而且，同一個(gè)表在SQL語(yǔ)句中出現(xiàn)多少次，就要通過(guò)與SQL語(yǔ)句中相同的別名鎖定多少次，否則也會(huì)出錯(cuò)！

舉例說(shuō)明如下。

（1）對(duì)actor表獲得讀鎖：

mysql> lock table actor read;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

（2）但是通過(guò)別名訪問(wèn)會(huì)提示錯(cuò)誤：

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）需要對(duì)別名分別鎖定：

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

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

（4）按照別名的查詢可以正確執(zhí)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)

并發(fā)插入（Concurrent Inserts）

上文提到過(guò)MyISAM表的讀和寫(xiě)是串行的，但這是就總體而言的。在一定條件下，MyISAM表也支持查詢和插入操作的并發(fā)進(jìn)行。

MyISAM存儲(chǔ)引擎有一個(gè)系統(tǒng)變量concurrent_insert，專(zhuān)門(mén)用以控制其并發(fā)插入的行為，其值分別可以為0、1或2。

當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為0時(shí)，不允許并發(fā)插入。

當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為1時(shí)，如果MyISAM表中沒(méi)有空洞（即表的中間沒(méi)有被刪除的行），MyISAM允許在一個(gè)進(jìn)程讀表的同時(shí)，另一個(gè)進(jìn)程從表尾插入記錄。這也是MySQL的默認(rèn)設(shè)置。

當(dāng)concurrent_insert設(shè)置為2時(shí)，無(wú)論MyISAM表中有沒(méi)有空洞，都允許在表尾并發(fā)插入記錄。

可以利用MyISAM存儲(chǔ)引擎的并發(fā)插入特性，來(lái)解決應(yīng)用中對(duì)同一表查詢和插入的鎖爭(zhēng)用。例如，將concurrent_insert系統(tǒng)變量設(shè)為2，總是允許并發(fā)插入；同時(shí)，通過(guò)定期在系統(tǒng)空閑時(shí)段執(zhí)行 OPTIMIZE TABLE語(yǔ)句來(lái)整理空間碎片，收回因刪除記錄而產(chǎn)生的中間空洞。有關(guān)OPTIMIZE TABLE語(yǔ)句的詳細(xì)介紹，可以參見(jiàn)第18章中“兩個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)化方法”一節(jié)的內(nèi)容。

MyISAM的鎖調(diào)度

前面講過(guò)，MyISAM存儲(chǔ)引擎的讀鎖和寫(xiě)鎖是互斥的，讀寫(xiě)操作是串行的。那么，一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求某個(gè) MyISAM表的讀鎖，同時(shí)另一個(gè)進(jìn)程也請(qǐng)求同一表的寫(xiě)鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫(xiě)進(jìn)程先獲得鎖。不僅如此，即使讀請(qǐng)求先到鎖等待隊(duì)列，寫(xiě)請(qǐng)求后到，寫(xiě)鎖也會(huì)插到讀鎖請(qǐng)求之前！這是因?yàn)镸ySQL認(rèn)為寫(xiě)請(qǐng)求一般比讀請(qǐng)求要重要。這也正是MyISAM表不太適合于有大量更新操作和查詢操作應(yīng)用的原因，因?yàn)?，大量的更新操作?huì)造成查詢操作很難獲得讀鎖，從而可能永遠(yuǎn)阻塞。這種情況有時(shí)可能會(huì)變得非常糟糕！幸好我們可以通過(guò)一些設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)MyISAM 的調(diào)度行為。

通過(guò)指定啟動(dòng)參數(shù)low-priority-updates，使MyISAM引擎默認(rèn)給予讀請(qǐng)求以優(yōu)先的權(quán)利。

通過(guò)執(zhí)行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1，使該連接發(fā)出的更新請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)降低。

通過(guò)指定INSERT、UPDATE、DELETE語(yǔ)句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語(yǔ)句的優(yōu)先級(jí)。

雖然上面3種方法都是要么更新優(yōu)先，要么查詢優(yōu)先的方法，但還是可以用其來(lái)解決查詢相對(duì)重要的應(yīng)用（如用戶登錄系統(tǒng)）中，讀鎖等待嚴(yán)重的問(wèn)題。

另外，MySQL也提供了一種折中的辦法來(lái)調(diào)節(jié)讀寫(xiě)沖突，即給系統(tǒng)參數(shù)max_write_lock_count設(shè)置一個(gè)合適的值，當(dāng)一個(gè)表的讀鎖達(dá)到這個(gè)值后，MySQL就暫時(shí)將寫(xiě)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)降低，給讀進(jìn)程一定獲得鎖的機(jī)會(huì)。

上面已經(jīng)討論了寫(xiě)優(yōu)先調(diào)度機(jī)制帶來(lái)的問(wèn)題和解決辦法。這里還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：一些需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的查詢操作，也會(huì)使寫(xiě)進(jìn)程“餓死”！因此，應(yīng)用中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的查詢操作，不要總想用一條SELECT語(yǔ)句來(lái)解決問(wèn)題，因?yàn)檫@種看似巧妙的SQL語(yǔ)句，往往比較復(fù)雜，執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，在可能的情況下可以通過(guò)使用中間表等措施對(duì)SQL語(yǔ)句做一定的“分解”，使每一步查詢都能在較短時(shí)間完成，從而減少鎖沖突。如果復(fù)雜查詢不可避免，應(yīng)盡量安排在數(shù)據(jù)庫(kù)空閑時(shí)段執(zhí)行，比如一些定期統(tǒng)計(jì)可以安排在夜間執(zhí)行。

InnoDB鎖

InnoDB與MyISAM的最大不同有兩點(diǎn)：一是支持事務(wù)（TRANSACTION）；二是采用了行級(jí)鎖。行級(jí)鎖與表級(jí)鎖本來(lái)就有許多不同之處，另外，事務(wù)的引入也帶來(lái)了一些新問(wèn)題。下面我們先介紹一點(diǎn)背景知識(shí)，然后詳細(xì)討論InnoDB的鎖問(wèn)題。

1.事務(wù)（Transaction）及其ACID屬性

事務(wù)是由一組SQL語(yǔ)句組成的邏輯處理單元，事務(wù)具有以下4個(gè)屬性，通常簡(jiǎn)稱為事務(wù)的ACID屬性。

（Atomicity）原子性：事務(wù)是一個(gè)原子操作單元，其對(duì)數(shù)據(jù)的修改，要么全都執(zhí)行，要么全都不執(zhí)行。

（Consistent）一致性：在事務(wù)開(kāi)始和完成時(shí)，數(shù)據(jù)都必須保持一致?tīng)顟B(tài)。這意味著所有相關(guān)的數(shù)據(jù)規(guī)則都必須應(yīng)用于事務(wù)的修改，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性；事務(wù)結(jié)束時(shí)，所有的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如B樹(shù)索引或雙向鏈表）也都必須是正確的。

（Isolation）隔離性：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供一定的隔離機(jī)制，保證事務(wù)在不受外部并發(fā)操作影響的“獨(dú)立”環(huán)境執(zhí)行。這意味著事務(wù)處理過(guò)程中的中間狀態(tài)對(duì)外部是不可見(jiàn)的，反之亦然。

（Durable）持久性：事務(wù)完成之后，它對(duì)于數(shù)據(jù)的修改是永久性的，即使出現(xiàn)系統(tǒng)故障也能夠保持。

銀行轉(zhuǎn)帳就是事務(wù)的一個(gè)典型例子。

2.并發(fā)事務(wù)處理帶來(lái)的問(wèn)題

相對(duì)于串行處理來(lái)說(shuō)，并發(fā)事務(wù)處理能大大增加數(shù)據(jù)庫(kù)資源的利用率，提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的事務(wù)吞吐量，從而可以支持