並發控制 mysql MyISAM表鎖

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，鎖衝突也是影響資料庫並發訪問效能的一個重要因素。 從這個角度來說，鎖對資料庫而言顯得尤其重要，也更加複雜。本章我們著重討論MySQL鎖機制 的特點，常見的鎖問題，以及解決MySQL鎖問題的一些方法或建議。

MySQL鎖概述
相對其他資料庫而言，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種鎖的特性可大致歸納如下。
     表級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死結；鎖定粒度大，發生鎖衝突的機率最高,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，發生鎖衝突的機率最低,並發度也最高。
     頁面鎖：開銷和加鎖時間界於表鎖和行鎖之間；會出現死結；鎖定粒度界於表鎖和行鎖之間，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量不同資料，同時又有並發查詢的應用，如一些線上交易處理（OLTP）系統。這一點在本書的“開發篇”介紹表類型的選擇時，也曾提到過。下面幾節我們重點介紹MySQL表鎖和 InnoDB行鎖的問題，由於BDB已經被InnoDB取代，即將成為曆史，在此就不做進一步的討論了。

 

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。隨著應用對事務完整性和 並發性要求的不斷提高，MySQL才開始開發基於事務的儲存引擎，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（實際 InnoDB是單獨的一個公司，現在已經被Oracle公司收購）。但是MyISAM的表鎖依然是使用最為廣泛的鎖類型。本節將詳細介紹MyISAM表鎖 的使用。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：

Java代碼  

1. mysql> show status like 'table%';  
2. +-----------------------+-------+  
3. | Variable_name         | Value |  
4. +-----------------------+-------+  
5. | Table_locks_immediate | 2979  |  
6. | Table_locks_waited    | 0     |  
7. +-----------------------+-------+  

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）。鎖模式的相容性如表20-1所示。

 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讀和寫操作；MyISAM表的讀操作與寫操作之間，以及寫操作之間是串列的！根據如表20-2所示的 例子可以知道，當一個線程獲得對一個表的寫鎖後，只有持有鎖的線程可以對錶進行更新操作。其他線程的讀、寫操作都會等待，直到鎖被釋放為止。

 

如何加表鎖MyISAM在執行查詢語句（SELECT）前，會自動給涉及的所有表加讀鎖，在執行更新操作 （UPDATE、DELETE、INSERT等）前，會自動給涉及的表加寫鎖，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。在本書的樣本中，顯式加鎖基本上都是為了方便而已，並非必須如此。給MyISAM表顯示加鎖，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， 有一個訂單表orders，其中記錄有各訂單的總金額total，同時還有一個訂單明細表order_detail，其中記錄有各訂單每一產品的金額小計 subtotal，假設我們需要檢查這兩個表的金額合計是否相符，可能就需要執行如下兩條SQL：

Java代碼  

1. Select sum(total) from orders;  
2. Select sum(subtotal) from order_detail;  

這時，如果不先給兩個表加鎖，就可能產生錯誤的結果，因為第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：

Java代碼  

1. Lock tables orders read local, order_detail read local;  
2. Select sum(total) from orders;  
3. Select sum(subtotal) from order_detail;  
4. Unlock tables;  

要特別說明以下兩點內容。¡  上面的例子在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，有關MyISAM表的並發插入問題，在後面的章節中還會進一步介紹。¡  在用LOCK TABLES給表顯式加表鎖時，必須同時取得所有涉及到表的鎖，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。其實，在自動加鎖的 情況下也基本如此，MyISAM總是一次獲得SQL語句所需要的全部鎖。這也正是MyISAM表不會出現死結（Deadlock Free）的原因。在如表20-3所示的例子中，一個session使用LOCK TABLE命令給表film_text加了讀鎖，這個session可以查詢鎖定表中的記錄，但更新或訪問其他表都會提示錯誤；同時，另外一個session可以查詢表中的記錄，但更新就會出現鎖等待。

當使用LOCK TABLES時，不僅需要一次鎖定用到的所有表，而且，同一個表在SQL語句中出現多少次，就要通過與SQL語句中相同的別名鎖定多少次，否則也會出錯！舉例說明如下。（1）對actor表獲得讀鎖：

Java代碼  

1. mysql> lock table actor read;  
2. Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)  

（2）但是通過別名訪問會提示錯誤：

Java代碼  

1. mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' and a.last_name <> b.last_name;  
2. ERROR 1100 (HY000): Table 'a' was not locked with LOCK TABLES  

（3）需要對別名分別鎖定：

Java代碼  

1. mysql> lock table actor as a read,actor as b read;  
2. Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)  

 （4）按照別名的查詢可以正確執行：

Java代碼  

1. mysql> select a.first_name,a.last_name,b.first_name,b.last_name from actor a,actor b where a.first_name = b.first_name and a.first_name = 'Lisa' and a.last_name = 'Tom' and a.last_name <> b.last_name;  
2. +------------+-----------+------------+-----------+  
3. | first_name | last_name | first_name | last_name |  
4. +------------+-----------+------------+-----------+  
5. | Lisa       | Tom       | LISA       | MONROE    |  
6. +------------+-----------+------------+-----------+  
7. 1 row in set (0.00 sec)  

 並發插入（Concurrent Inserts）上文提到過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表也支援查詢和插入操作的並發進行。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，其值分別可以為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MySQL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。在如表20-4所示的例子中，session_1獲得了一個表的READ LOCAL鎖，該線程可以對錶進行查詢操作，但不能對錶進行更新操作；其他的線程（session_2），雖然不能對錶進行刪除和更新操作，但卻可以對該 表進行並發插入操作，這裡假設該表中間不存在空洞。

可以利用MyISAM儲存引擎的並發插入特性，來解決應 用中對同一表查詢和插入的鎖爭用。例如，將concurrent_insert系統變數設為2，總是允許並發插入；同時，通過定期在系統空閑時段執行 OPTIMIZE TABLE語句來整理空間片段，收回因刪除記錄而產生的中間空洞。有關OPTIMIZE TABLE語句的詳細介紹，可以參見第18章中“兩個簡單實用的最佳化方法”一節的內容。MyISAM的鎖調度前面講過，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，一個進程請求某個 MyISAM表的讀鎖，同時另一個進程也請求同一表的寫鎖，MySQL如何處理呢？答案是寫進程先獲得鎖。不僅如此，即使讀請求先到鎖等待隊列，寫請求後 到，寫鎖也會插到讀鎖請求之前！這是因為MySQL認為寫請求一般比讀請求要重要。這也正是MyISAM表不太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。這種情況有時可能會變得非常糟糕！幸好我們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，使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。雖然上面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辦法來調節讀寫衝突，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值後，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。上面已經討論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”，使每 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。