详述 MySQL 中的行级锁、表级锁和页级锁

转自：https://blog.csdn.net/qq_35246620/article/details/69943011

refer：cnblogs.com/f-ck-need-u/p/8995475.html

在计算机科学中，锁是在执行多线程时用于强行限制资源访问的同步机制，即用于在并发控制中保证对互斥要求的满足。

在数据库的锁机制中，咱们介绍过在 DBMS 中，可以按照锁的粒度把数据库锁分为行级锁（InnoDB 引擎）、表级锁（MyISAM 引擎）和页级锁（BDB 引擎）。

行级锁

行级锁是 MySQL 中锁定粒度最细的一种锁，表示只针对当前操作的行进行加锁。行级锁能大大减少数据库操作的冲突，其加锁粒度最小，但加锁的开销也最大。行级锁分为共享锁和排他锁。

特点

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。

表级锁

表级锁是 MySQL 中锁定粒度最大的一种锁，表示对当前操作的整张表加锁，它实现简单，资源消耗较少，被大部分 MySQL 引擎支持。最常使用的 MyISAM 与 InnoDB 都支持表级锁定。表级锁定分为表共享读锁（共享锁）与表独占写锁（排他锁）。

特点

开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发出锁冲突的概率最高，并发度最低。

注意：MySQL 里面表级别的锁有两种：一种是表锁，一种是元数据锁（meta data lock，MDL)。

表锁的语法是 lock tables … read/write。与 FTWRL 类似，可以用 unlock tables 主动释放锁，也可以在客户端断开的时候自动释放。需要注意，lock tables 语法除了会限制别的线程的读写外，也限定了本线程接下来的操作对象。举个例子, 如果在某个线程 A 中执行 lock tables t1 read, t2 write; 这个语句，则其他线程写 t1、读写 t2 的语句都会被阻塞。同时，线程 A 在执行 unlock tables 之前，也只能执行读 t1、读写 t2 的操作。连写 t1 都不允许，自然也不能访问其他表。在还没有出现更细粒度的锁的时候，表锁是最常用的处理并发的方式。而对于 InnoDB 这种支持行锁的引擎，一般不使用 lock tables 命令来控制并发，毕竟锁住整个表的影响面还是太大。

另一类表级的锁是 MDL（metadata lock)。MDL 不需要显式使用，在访问一个表的时候会被自动加上。MDL 的作用是，保证读写的正确性。你可以想象一下，如果一个查询正在遍历一个表中的数据，而执行期间另一个线程对这个表结构做变更，删了一列，那么查询线程拿到的结果跟表结构对不上，肯定是不行的。因此，在 MySQL 5.5 版本中引入了 MDL，当对一个表做增删改查操作的时候，加 MDL 读锁；当要对表做结构变更操作的时候，加 MDL 写锁。读锁之间不互斥，因此你可以有多个线程同时对一张表增删改查。读写锁之间、写锁之间是互斥的，用来保证变更表结构操作的安全性。因此，如果有两个线程要同时给一个表加字段，其中一个要等另一个执行完才能开始执行。

MDL锁和表锁是两个不同的结构。

比如：
你要在myisam 表上更新一行，那么会加MDL读锁和表的写锁；
然后同时另外一个线程要更新这个表上另外一行，也要加MDL读锁和表写锁。

页级锁

页级锁是 MySQL 中锁定粒度介于行级锁和表级锁中间的一种锁。表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。因此，采取了折衷的页级锁，一次锁定相邻的一组记录。BDB 支持页级锁。

特点

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。

MySQL 常用存储引擎的锁机制

MyISAM 和 Memory 采用表级锁（table-level locking）
BDB 采用页级锁（page-level locking）或表级锁，默认为页级锁；
InnoDB 支持行级锁（row-level locking）和表级锁，默认为行级锁。

InnoDB 中的行锁与表锁

前面提到过，在 InnoDB 引擎中既支持行锁也支持表锁，那么什么时候会锁住整张表？什么时候只锁住一行呢？

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 这种行锁实现的特点意味着：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。

在实际应用中，要特别注意 InnoDB 行锁的这一特性，不然的话，可能导致大量的锁冲突，从而影响并发性能。

在不通过索引条件查询的时候，InnoDB 确实使用的是表锁，而不是行锁。
由于 MySQL 的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁，因此虽然是访问不同行的记录，但是如果是使用相同的索引键，是会出现锁冲突的。应用设计的时候要注意这一点。
当表有多个索引的时候，不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行，另外，不论是使用主键索引、唯一索引还是普通索引，InnoDB 都会使用行锁来对数据加锁。
即便在条件中使用了索引字段，但是否使用索引来检索数据是由 MySQL 通过判断不同的执行计划的代价来决定的。如果 MySQL 认为全表扫描效率更高，比如对一些很小的表，它就不会使用索引，这种情况下 InnoDB 将使用表锁，而不是行锁。因此，在分析锁冲突时，别忘了检查 SQL 的执行计划，以确认是否真正使用了索引。

行级锁与死锁

MyISAM 中是不会产生死锁的，因为 MyISAM 总是一次性获得所需的全部锁，要么全部满足，要么全部等待。而在 InnoDB 中，锁是逐步获得的，就造成了死锁的可能。

在 MySQL 中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种，如果一条 SQL 语句操作了主键索引，MySQL 就会锁定这条主键索引；如果一条 SQL 语句操作了非主键索引，MySQL 就会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引(不存在索引覆盖的情况下，如果是索引覆盖，则不再锁定主键)。在进行UPDATE、DELETE操作时，MySQL 不仅锁定WHERE条件扫描过的所有索引记录，而且会锁定相邻的键值，即所谓的next-key locking.

当两个事务同时执行，一个锁住了主键索引，在等待其他相关索引；另一个锁定了非主键索引，在等待主键索引。这样就会发生死锁。

发生死锁后，InnoDB 一般都可以检测到，并使一个事务释放锁回退，另一个获取锁完成事务。

解决幻读用的引入了间隙锁（next-key lock 是行锁 record lock 和间隙锁gap lock的结合体）：

我总结的加锁规则里面，包含了两个“原则”、两个“优化”和一个“bug”。

原则 1：加锁的基本单位是 next-key lock。希望你还记得，next-key lock 是前开后闭区间。

原则 2：查找过程中访问到的对象才会加锁。

优化 1：索引上的等值查询，给唯一索引加锁的时候，next-key lock 退化为行锁。

优化 2：索引上的等值查询，向右遍历时且最后一个值不满足等值条件的时候，next-key lock 退化为间隙锁。

一个 bug：唯一索引上的范围查询会访问到不满足条件的第一个值为止。

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避免死锁的方法

有多种方法可以避免死锁，这里只介绍常见的三种：

如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低发生死锁的可能性；
在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率；
对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率。