鎖（MySQL篇）—之MyISAM表鎖

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 前言

鎖是電腦協調多個進程或線程並發訪問某一資源的機制，在資料庫中，除傳統的計算資源（如CPU、RAM、I/O等）的爭用以外，資料也是一種供許多使用者共用的資源。如何保證資料並發訪問的一致性、有效性是所有資料庫必須解決的一個問題，所衝突也是影響資料庫並發訪問的一個重要因素。

MySQL表概述

相比其他資料庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其最顯著的特點是不同的儲存引擎支援不同的鎖機制。比如，MyISAM和MEMORY儲存引擎採用的是表級鎖（table-level locking）；BDB儲存引擎採用的是頁面鎖（page-level locking），但也支援表級鎖；InnoDB儲存引擎既支援行級鎖（row-level locking），也支援表級鎖，但預設情況下是採用行級鎖。 
MySQL這3種鎖的特性大致歸納如下

• 表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死結；鎖定粒度大，發生所衝突的機率最高，並發度最低。
• 行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現死結；鎖定粒度最小，發生所衝突的機率最低，並發度最高。
• 頁面鎖：開銷和加鎖時間介於表鎖和行鎖之間；會出現死結；鎖定粒度介於表鎖和行鎖之間，並發度一般。 
  從上述特點可見，很難籠統地說哪種鎖更好，只能就具體應用的特點來說哪種鎖更合適！僅從鎖的角度來說，表級鎖更適合於以查詢為主，只有少量按索引條件更新資料的應用，如Web應用；而行級鎖則更適合於有大量按索引條件並發更新少不同的資料，同時又有並發查詢的應用，如一些線上交易處理（OPTP）系統。

MyISAM表鎖

MyISAM儲存引擎只支援表鎖，這也是MySQL開始幾個版本中唯一支援的鎖類型。隨著應用跟對事物完整性和並發性要求的不斷提高，MySQL才開始開發基於事物的儲存引擎，後來慢慢出現了支援頁鎖的BDB儲存引擎和支援行鎖的InnoDB儲存引擎。但是MyISAM的表鎖依然是使用最為廣泛的鎖類型。

查詢表級鎖的爭用情況：可以通過檢查Table_locks_waited和Table_locks_immediate狀態變數來分析系統上的表鎖定爭奪：

mysql> show status like ‘table%‘;+----------------------------+-------+| Variable_name              | Value |+----------------------------+-------+| Table_locks_immediate      | 118   || Table_locks_waited         | 0     || Table_open_cache_hits      | 5     || Table_open_cache_misses    | 3     || Table_open_cache_overflows | 0     |+----------------------------+-------+5 rows in set (0.00 sec)

如果Table_locks_waited的值比較高，則說明存在著較嚴重的表級鎖爭用情況。

MySQL表級鎖的鎖模式

MySQL的表級鎖有兩種模式：表共用讀鎖（Table Read Lock）和表獨佔寫鎖（Table Write Lock）。鎖模式的相容性如下表所示。

當前模式\是否相容\請求鎖模式	None	讀鎖	寫鎖
讀鎖	是	是	否
寫鎖	是	否	否

可見，對MyISAM表的讀操作，不會阻塞其他使用者對同一表的讀請求，但會阻塞對同一表的寫請求；對MyISAM表的寫操作，則會阻塞其他使用者對同一表的度和寫操作；MyISAM表的讀寫操作之間，以及寫操作之間是串列的。

如何加表鎖

MyISAM在執行查詢語句（select）錢，會自動給設計的所有表加讀鎖，在執行更新操作（update、delete、insert等）前，會自動給設計的表加寫鎖，這個過程並不需要使用者幹預，因此，使用者一般不需要直接用LOCK TABLE命令給MyISAM表顯式加鎖。 
給MyISAM表顯式加鎖，一般是為了在一定程度類比事務操作，實現對某一時間點多個表的一致性讀取。例如，有個訂單表orders，其中記錄有個訂單的總金額total，同時還有一個訂單明細表order_detail，其中記錄有個訂單每一產品的金額小計subtotal，假設需要價差這兩個表的額金額合計是否相符，可能就需要執行如下兩條SQL語句：

 select sum(total) from orders; select sum(subtotal) from order_detail;

　　

這是，如果不先給兩個表加鎖，就可能產生錯誤的結果，因為地一條語句執行過程中，order_detail表可能已經發生了改變，因此，正確的方法應該是：

Lock tables orders read local, order_detail read local;select sum(total) from orders;select sum(subtotal) from order_detail;Unlock tables;

　　

• 以上的例子在LOCK TABLES時加了“local”選項，其作用就是在滿足MyISAM表並發插入條件的情況下，允許其他使用者在表尾並發插入記錄；
• 在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時，必須同時取得所有涉及表的鎖，並且MySQL不支援鎖定擴大，也就是說，在執行LOCK TABLES後，只能訪問顯式加鎖的這些表，不能訪問未加鎖的表；同時，如果加的是讀鎖，那麼只能執行查詢操作，而不能執行更新操作。在自動加鎖的情況下也是如此，MyISAM總是一次獲得SQL語句所需要的全部所，這也正是MyISAM表不會出現死結（Deadlock Free）的原因。

並發插入（Concurrent Inserts）

前面提到的MyISAM表的讀和寫是串列的，但這是就總體而言的，在一定條件下，MyISAM表也支援查詢和茶如操作的並發進行。 
MyISAM儲存引擎有一個系統變數concurrent_insert，專門用以控制其並發插入的行為，期指分別可以為0、1或2.

• 當concurrent_insert設定為0時，不允許並發插入。
• 當concurrent_insert設定為1時，如果MyISAM表中沒有空洞（即表的中間沒有被刪除的行），MyISAM允許在一個進程讀表的同時，另一個進程從表尾插入記錄，這也是MyISAM的預設設定。
• 當concurrent_insert設定為2時，無論MyISAM表中有沒有空洞，都允許在表尾並發插入記錄。

MyISAM的鎖調度

由於MyISAM儲存引擎的讀鎖和寫鎖是互斥的，讀寫操作是串列的。那麼一個今晨該請求某個MyISAM表的讀鎖，同時另一個進程也請求同意表的寫鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫進程先獲得鎖。不僅如此，幾時讀請求先到鎖等待隊列，寫請求吼道，寫鎖也會插到讀鎖之前！這是因為MySQL認為寫請求一般比讀請求要重要。這也正是MyISAM表不大適合於有大量更新操作和查詢操作應用的原因，因為，大量的更新操作會造成查詢操作很難獲得讀鎖，從而可能永遠阻塞。這種情況有可能就會變得非常糟糕！幸好可以通過一些設定來調節MyISAM的調度行為。

• 通過指定啟動參數low-priority-updates，使MyISAM引擎預設給予讀請求以優先的權利。
• 通過執行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,是該串連發出的更新要求優先順序降低。
• 通過指定INSERT、UPDATE、DELETE語句的LOW_PRIORITY屬性，降低該語句的優先順序。

雖然以上3種方法都是要麼更新優先，要麼查詢優先的方法，但還是可以用其來解決查詢相對重要的應用（如使用者登入系統）中讀鎖等待嚴重的問題。

另外，MySQL也提供了一種折中的方法來調節讀寫衝突，即給系統參數max_write_lock_count設定一個合適的值，當一個表的讀鎖達到這個之後，MySQL就暫時將寫請求的優先順序降低，給讀進程一定獲得鎖的機會。

小結

以上說明了寫優先調度機制帶來的問題和解決辦法，這裡還要強調一點：一些需要長時間啟動並執行查詢操作，也會使寫進程“餓死”！因此，應用中應盡量避免出現長時間啟動並執行查詢操作，不要總想用一條select語句來解決問題，因為這種看似巧妙的SQL語句，往往比較複雜，執行時間較長，在可能的情況下可以通過使用中間表等措施對SQL語句做一定的“分解”，是每一步查詢都能在較短時間完成，從而減少鎖衝突。如果複雜查詢不可避免，應盡量安排在資料庫空閑時段執行，比如一些定期統計可以安排在夜間執行。

鎖（MySQL篇）—之MyISAM表鎖