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MySQL学习3之锁机制

news 2025/7/13 15:47:58

一、什么是锁粒度？

锁粒度（Lock Granularity）是指在数据库中锁定数据资源的最小单位。锁粒度决定了锁定操作的范围，即锁定的是整个数据库、整个表、表中的某个分区、表中的某一页还是表中的某一行。

在MySQL中常见的锁粒度有：表级锁、行级锁、页级锁。

因为更细粒度的锁可以允许更多的并发事务访问不同的数据资源，所以锁粒度越小，锁的竞争越小，并发性能越高，锁管理的开销越大。合理选择锁粒度可以帮助平衡锁的竞争和并发性能，从而提高数据库的整体性能。

二、MySQL中常见的锁粒度类型

2.1、表级锁：

描述：锁定整个表，阻止其他事务访问该表。
用途：适用于需要锁定整个表的场景，例如 MyISAM 和 MEMORY 存储引擎。
特点：锁的竞争最小，但并发性能较低。

2.2、行级锁：

描述：锁定特定的行，而不是整个表。
用途：适用于需要锁定单个行的场景，以减少锁的竞争。
特点：锁的竞争较大，但并发性能较高。

2.3、页级锁：

描述：锁定数据页，而不是行或整个表。
用途：适用于需要锁定数据页的场景，例如在某些存储引擎中用于索引组织表。
特点：锁的竞争和并发性能介于表级锁和行级锁之间。

一般来说，如果事务主要涉及读操作，可以选择较大的锁粒度（如表级锁），以减少锁的管理开销。如果事务涉及大量写操作，并且写操作通常是针对少量行的，那么使用较小的锁粒度（如行级锁）可以提高并发性能。

三、如何设置锁粒度

在 MySQL 中，锁粒度通常是由存储引擎自动管理的。不同的存储引擎支持不同类型的锁。通常，不需要显式设置锁粒度，通过选择合适的存储引擎和事务隔离级别来间接控制锁的行为。

3.1、选择存储引擎

InnoDB 存储引擎：默认支持行级锁，适用于需要高并发和事务安全的场景。
MyISAM 存储引擎：支持表级锁，适用于读多写少的场景

3.2、选择事务隔离级别

READ UNCOMMITTED：最低的隔离级别，不使用行级锁，可能导致脏读。
READ COMMITTED：使用行级锁，允许并发读取，但可能导致不可重复读。
REPEATABLE READ（默认）：使用行级锁，禁止并发读取，避免不可重复读。
SERIALIZABLE：最高隔离级别，使用表级锁，确保事务串行执行。

一旦表创建完成，锁粒度就已经确定。如果需要更改锁粒度，你需要重新创建表或使用不同的存储引擎。

四、锁模式

4.1、共享锁（Shared Locks，S锁）

描述：允许多个事务同时读取数据，但阻止其他事务写入数据。
用途：适用于读取数据的场景。
示例：在 InnoDB 中，SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 会获取共享锁。

4.2、排他锁（Exclusive Locks，X锁）

描述：阻止其他事务读取或写入数据。
用途：适用于写入数据的场景。
示例：在 InnoDB 中，SELECT ... FOR UPDATE 会获取排他锁。

4.3、意向锁（Intention Locks）

描述：意向锁是一种特殊的锁，用于指示事务打算获取的锁的类型。
用途：用于与其他锁协调，以减少死锁的可能性。
示例：意向共享锁（IS）表示事务打算获取共享锁，意向排他锁（IX）表示事务打算获取排他锁。

五、锁等待

5.1、什么是锁等待

锁等待（Lock Wait）是指在数据库事务处理中，当一个事务请求锁定某个资源（如行、页或表）时，如果该资源已经被另一个事务锁定，则请求锁定的事务将进入等待状态，直到资源解锁为止。这种等待状态称为锁等待。

5.2、锁等待的影响

并发性能：锁等待可能会降低系统的并发性能，因为等待的事务无法继续执行。
死锁：如果多个事务互相等待对方释放锁，则可能导致死锁。

5.3、锁等待的检测与解决

InnoDB 存储引擎：InnoDB 存储引擎会自动检测锁等待情况，并在必要时报告锁等待状态。

等待超时：可以通过设置 innodb_lock_wait_timeout 参数来限制等待锁的时间，超过该时间后事务将回滚。
死锁检测：MySQL 会自动检测死锁，并回滚其中一个事务以解决死锁。

5.4、锁等待的预防

合理的事务设计：尽量减少事务的持续时间和锁定资源的数量。
事务隔离级别：选择合适的事务隔离级别以减少锁等待。
锁的粒度：使用更细粒度的锁（如行级锁）可以减少锁等待的机会。

六、死锁检测与处理

在执行需要锁定数据的操作时，MySQL 会自动获取相应的锁。在事务提交或回滚时，MySQL 会自动释放所有锁定的数据资源。

在 MySQL 中，死锁是指两个或多个事务互相等待对方释放锁，从而形成循环等待的情况。当这种情况发生时，MySQL 会自动检测并解决死锁问题。

MySQL 会检测死锁情况，当发现死锁时，会自动回滚其中一个事务以解决死锁。MySQL 通常会选择回滚成本较低的事务，以减少对系统的影响。

6.1、死锁检测

MySQL 的 InnoDB 存储引擎会自动检测死锁。InnoDB 使用了一个称为“等待图”的数据结构来检测死锁。每当事务请求一个新的锁时，InnoDB 会在等待图中添加一条边，表示事务正在等待锁。如果等待图中形成了一个环路，则表明存在死锁。

6.2、死锁处理

当检测到死锁时，MySQL 会采取措施来解决死锁。通常的做法是选择一个事务进行回滚，以打破循环等待的情况。InnoDB 通常会选择回滚成本较低（基于事务的大小、回滚成本和优先级等因素确定）的事务，以减少对系统的影响。