【有书共读】《MySQL技术内幕》读书笔记06--锁

lock和latch区别

• latch：闩锁（轻量级锁），要求锁的时间非常短，分为互斥量mutex和读写锁rwlock。目的是保证并发线程操作临界资源的正确性，没有死锁检测的机制
• lock：对象是事务，用来锁定数据库中的对象，表、行、页。lock的对象在事务结束释放，有死锁机制

InnoDB存储引擎中的锁

锁类型

• 共享锁S Lock：允许事务独一行数据，只与S锁兼容
• 排它锁X Lock：允许事务删除或更新一行数据，与任何锁都不兼容
• 意向锁：意向共享锁IS，意向排他锁IX。将锁定的对象分为多个层次，意向锁意味着事务希望在更细粒度上进行加锁

一致性非锁定读

• innodb通过行多版本控制的方式MVCC读取当前执行时间数据库的数据，如果当前数据记录有X锁，那么innodb会读取一个快照数据
• READ COMMITTED事务隔离级别支持非锁定的一致性读，快照数据是最新一份
• REPEATABLE READ支持非锁定一致性读，快照为事务开始之前的版本

一致性锁定度

• SELECT...FOR UPDATE：在读取的行记录添加一个X锁
• SELECT..LOCK IN SHARE MODE：对读取的行记录添加一个S锁

自增长与锁

• innodb中的自增长值的列必须是索引，且必须是索引的第一个列，否则MySQL抛出异常。MyISAM没有这个问题

外键和锁

• 外键主要用于引用完整性检查；innodb会自动为外键列添加索引，避免表锁
• 对外键的插入和更新需要查询父表的记录，使用SELECT..LOCK IN SHARE MODE。目的：防止父表在对记录做删除操作S锁，导致子表插入成功，但是父表没有对应的记录

锁的算法

• Record Lock：单行锁
  如果innodb表在建立的时候没有设置索引，那么会对主键（聚集索引）进行锁定
• Gap Lock：间隙锁，锁定一个范围，不包含记录本身
• Next-Key Lock：锁定一个范围，包含记录本身
  • innodb行查询通用算法。例索引有10,11,13,20，那么索引区间可能为(-∞,10](10,11](11,13](13,20](20,+∞]
  • 当查询的索引含有唯一属性时，InnoDB会对Next-Key Lock优化，降级为Record Lock；若唯一索引由多个列组成，而查询仅是查找多个唯一索引列中其中一个，那么查询依然是range类型，使用Next-Key Lock
• 解决Phantom Problem（幻读）
  • 概念： 同一事务下，连续执行两次相同的SQL语句可能会导致不同的结果，第二次的SQL语句肯呢个会返回之前不存在的行
  • innodb默认的事务隔离级别是REAPEATABLE READ，采用Next-Key Locking避免幻读，因为在查询的同时添加l了范围锁，对范围之内记录不允许修改

锁问题

脏读

• 脏数据：事务对缓冲池中行记录的修改还没有被提交，是由于数据库实例内存和磁盘异步造成的。脏也刷新异步，不影响数据库的可用性
• 脏读：一个事务读到了另一个事务未提交的数据
• 脏读发生的事务隔离级别为READ UNCOMMITTED

不可重复读

• 一个事务内多次读取同一数据集合，在这个事务还没有结束时，另外一个事务也访问该同一数据集合，并且做了一些DML操作。
• 脏读和不可重复读区别：脏读就是读到未提交数据，不可重复读读到的是已经提交的数据。

丢失更新

• 一个事务的更新操作被另一个事务的更新操作所覆盖

阻塞

• 一个事务的锁需要等待另一个事务中的锁释放资源
• innodb_lock_wait_timeout参数用来控制等待的时间

死锁

• 概念：两个或两个以上的事务在执行的过程中，因争夺锁资源而造成的一种互相等待的现象。
• 解决办法
  • 超时机制：当两个事务相互等待时，当一个事务等待时间超过设置的阈值，就回滚；通过参数innodb_lock_wait_timeout设置等待时间
  • 等待图wait for graph:死锁检测，需要：锁的信息链表，事务等待链表，通过两个连表构造图，若存在回路，则有死锁。采用深度优先算法检测
• 锁升级：将当前锁的粒度降低
  • innodb不存在锁升级的问题，因为innodb是根据每个事务访问的每个页对锁进行管理的，采用位图的方式。