Mysql中行级锁的示例分析

发布时间:2021-07-27 10:41:00 作者:小新
来源:亿速云 阅读:183
# MySQL中行级锁的示例分析

## 一、行级锁概述

### 1.1 什么是行级锁
行级锁是MySQL中最细粒度的锁机制,它允许事务锁定表中的单行记录,而不是整个表或页。这种锁定方式可以最大程度地支持并发处理,因为不同事务可以同时访问表的不同行。

### 1.2 行级锁的特点
- **高并发性**:多个事务可以同时访问表的不同行
- **低冲突率**:相比表锁,行锁大大减少了锁冲突
- **开销较大**:需要维护更多的锁信息,内存消耗更高
- **死锁风险**:复杂的加锁顺序可能导致死锁

### 1.3 行级锁的实现基础
MySQL的行级锁是通过存储引擎实现的,InnoDB是MySQL中最常用的支持行级锁的存储引擎。InnoDB的行锁是通过对索引记录加锁实现的。

## 二、行级锁的类型

### 2.1 记录锁(Record Lock)
记录锁是锁定索引中的单条记录。

```sql
-- 示例:对id=1的记录加记录锁
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id = 1 FOR UPDATE;
-- 其他事务不能修改或删除id=1的记录
COMMIT;

2.2 间隙锁(Gap Lock)

间隙锁锁定索引记录之间的间隙,防止其他事务在这个间隙中插入数据。

-- 示例:对id在5和10之间的间隙加锁
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 5 AND 10 FOR UPDATE;
-- 其他事务不能插入id在5和10之间的新记录
COMMIT;

2.3 临键锁(Next-Key Lock)

临键锁是记录锁和间隙锁的组合,既锁定记录本身,也锁定记录前面的间隙。

-- 示例:对id=15的记录及其前面的间隙加锁
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id = 15 FOR UPDATE;
-- 其他事务不能插入id=14到15之间的新记录,也不能修改id=15的记录
COMMIT;

2.4 插入意向锁(Insert Intention Lock)

插入意向锁是一种特殊的间隙锁,表示事务打算在某个间隙插入记录。

-- 示例:事务尝试在id=20和id=25之间插入记录
BEGIN;
INSERT INTO users (id, name) VALUES (22, 'John');
-- 这个操作会获取插入意向锁
COMMIT;

三、行级锁的实战分析

3.1 基本加锁场景分析

场景1:主键查询

-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id = 1 FOR UPDATE;
-- 对id=1的记录加记录锁

-- 事务2
BEGIN;
UPDATE users SET name = 'Alice' WHERE id = 1; -- 被阻塞

场景2:非唯一索引查询

-- 假设name字段有普通索引
-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE name = 'Bob' FOR UPDATE;
-- 对name='Bob'的索引记录加临键锁

-- 事务2
BEGIN;
INSERT INTO users (name) VALUES ('Bobby'); -- 可能被阻塞,取决于具体值

3.2 复杂加锁场景

场景3:范围查询

-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id > 10 AND id < 20 FOR UPDATE;
-- 对id在10-20之间的记录和间隙加锁

-- 事务2
BEGIN;
INSERT INTO users (id) VALUES (15); -- 被阻塞

场景4:无索引查询

-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE age = 30 FOR UPDATE; -- age无索引
-- 实际上会升级为表锁

-- 事务2
BEGIN;
UPDATE users SET name = 'Charlie' WHERE id = 5; -- 被阻塞

3.3 死锁场景分析

死锁示例1:交叉更新

-- 事务1
BEGIN;
UPDATE users SET score = score + 10 WHERE id = 1;
-- 持有id=1的锁

-- 事务2
BEGIN;
UPDATE users SET score = score + 20 WHERE id = 2;
-- 持有id=2的锁

-- 事务1
UPDATE users SET score = score + 5 WHERE id = 2; -- 等待事务2释放锁

-- 事务2
UPDATE users SET score = score + 5 WHERE id = 1; -- 等待事务1释放锁
-- 此时发生死锁

死锁示例2:间隙锁冲突

-- 事务1
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 5 AND 10 FOR UPDATE;
-- 持有5-10的间隙锁

-- 事务2
BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 8 AND 15 FOR UPDATE;
-- 持有8-15的间隙锁

-- 事务1
INSERT INTO users (id) VALUES (12); -- 等待事务2

-- 事务2
INSERT INTO users (id) VALUES (7); -- 等待事务1
-- 死锁发生

四、行级锁的监控与诊断

4.1 查看锁状态

-- 查看当前InnoDB锁状态
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

-- 查看锁等待情况
SELECT * FROM performance_schema.events_waits_current 
WHERE event_name LIKE '%lock%';

-- 查看被阻塞的事务
SELECT * FROM information_schema.INNODB_TRX 
WHERE trx_state = 'LOCK WT';

4.2 分析锁冲突

-- 查看锁等待关系
SELECT 
  r.trx_id waiting_trx_id,
  r.trx_mysql_thread_id waiting_thread,
  r.trx_query waiting_query,
  b.trx_id blocking_trx_id,
  b.trx_mysql_thread_id blocking_thread,
  b.trx_query blocking_query
FROM information_schema.innodb_lock_waits w
INNER JOIN information_schema.innodb_trx b ON b.trx_id = w.blocking_trx_id
INNER JOIN information_schema.innodb_trx r ON r.trx_id = w.requesting_trx_id;

4.3 死锁日志分析

当发生死锁时,MySQL会记录死锁信息到错误日志中。通过分析这些日志可以了解死锁原因:

LATEST DETECTED DEADLOCK
------------------------
2023-05-01 10:20:30 0x7f8e4418b700
*** (1) TRANSACTION:
TRANSACTION 123456, ACTIVE 5 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WT 2 lock struct(s), heap size 1136, 1 row lock(s)
MySQL thread id 10, OS thread handle 140123, query id 100 localhost root update
UPDATE users SET name='Alice' WHERE id=1

*** (1) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 10 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`users` trx id 123456 lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 4; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000001; asc     ;;
 1: len 6; hex 000000012345; asc     E;;
 2: len 7; hex 82000000a20110; asc        ;;
 3: len 5; hex 416c696365; asc Alice;;

*** (2) TRANSACTION:
TRANSACTION 123457, ACTIVE 3 sec starting index read
mysql tables in use 1, locked 1
3 lock struct(s), heap size 1136, 2 row lock(s)
MySQL thread id 11, OS thread handle 140124, query id 101 localhost root update
UPDATE users SET name='Bob' WHERE id=2

*** (2) HOLDS THE LOCK(S):
RECORD LOCKS space id 10 page no 4 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`users` trx id 123457 lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 4; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000002; asc     ;;
 1: len 6; hex 000000012346; asc     F;;
 2: len 7; hex 82000000a30110; asc        ;;
 3: len 3; hex 426f62; asc Bob;;

*** (2) WTING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 10 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `test`.`users` trx id 123457 lock_mode X locks rec but not gap waiting
Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 4; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000001; asc     ;;
 1: len 6; hex 000000012345; asc     E;;
 2: len 7; hex 82000000a20110; asc        ;;
 3: len 5; hex 416c696365; asc Alice;;

*** WE ROLL BACK TRANSACTION (2)

五、行级锁优化策略

5.1 索引优化

5.2 事务优化

5.3 锁优化

5.4 死锁预防

六、总结

MySQL的行级锁机制为高并发应用提供了强大的支持,但同时也带来了复杂性和潜在的性能问题。通过深入理解不同类型的行级锁及其应用场景,开发人员可以更好地设计数据库应用,避免常见的锁冲突和死锁问题。

实际应用中,应当结合业务场景选择合适的锁策略,并通过监控工具及时发现和解决锁相关问题。记住,没有放之四海而皆准的锁优化方案,每个应用都需要根据自身特点进行调优。

七、参考资料

  1. MySQL官方文档 - InnoDB锁机制
  2. 《高性能MySQL》第三版
  3. 《MySQL技术内幕:InnoDB存储引擎》
  4. 各种MySQL锁相关的博客和技术文章

”`

推荐阅读:
  1. MySQL中行记录的操作示例
  2. MySQL中行锁、页锁和表锁的实际应用

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