mysql 儲存引擎 innodb 學習複習 之 鎖

由於書是從圖書館借來的，記下一些學習的過程，便於以後查看

1. 鎖是資料庫區別於檔案系統的重要特性之1，鎖機制用於管理對共用檔案的並發訪問

   innodb使用的是行級鎖

   myisam，使用的是表級鎖，在並發條件下，讀操作沒有問題，但是並發插入會有效能上的影響

   sql server 2005之前的版本都是頁級鎖的，相對於myisam言，並發訪問上效能有所提高，在2005以及之後，sql server 支援開放式並行存取和封閉式並行存取，在開放式並行存取下執行行級鎖，但實現方式和與innodb不相同，在sql server中，鎖是一種稀有的資源，而在mysql innodb中，鎖沒有相關的開銷，可以同時得到並發性和一致性

2. innodb的鎖類型

    共用鎖定和獨佔鎖定

   共用鎖定 （S Lock）： 允許事務讀一行資料

   獨佔鎖定（X Lock）：允許事務寫或者修改一行資料

  ，可以在一行上使多個S鎖，但是只要有X鎖，就不能在加其他的鎖了

  innodb儲存引擎支援多粒度鎖定，這種鎖定允許在表級和行級上的鎖同時存在，為了支援在不同粒度上架鎖，innodb  提供了一種意圖鎖定，意圖鎖定是表級鎖，且分為 意圖共用鎖和排他共用鎖定

3.  一致性非鎖定讀

    一致性非鎖定讀，是指innodb通過行多版本控制技術的方式來讀取資料庫中的資料，入如果讀取的資料進行中刪除或者更新，這時讀取操作不會因此等待行上的鎖釋放，而會去讀取行的一個快照（快照指的是該行之前的版本的資料，該實現通過undo段實現），而因為undo段是用來在事務中復原資料的，因此快照沒有額外的開銷，讀取快照不需要加鎖

    可以看出的是，一致性非鎖定讀，大大提高了資料讀取的並發性，在innodb中，只是預設的方式，即讀取不會佔用和等待表上的鎖，但是，在事務不同的隔離等級下，讀取方式還是有所不同的，並不是每一個隔離等級下讀取都是一致性的讀。

4. 自增長和鎖

 在innodb的記憶體結構中，對每一個含有自增長值的表都有一個自增長計數器，對含有自增長計數器的表進行插入時，這個計數器會被初始化，然後使用：

   select max(auto_inc_col) from table for update ，插入操作接著會依據這個自增長的計數器值加1賦予自增長列，這種實現方式稱為：AUTO_INC Locking ，這種鎖實際上是一種表級鎖機制，為了提高插入的效能，鎖不是在一個事務完成後才釋放，而是在完成對自增長的值插入之後就立即釋放，鎖住的時間越短越好

  但是這種方式，在大量的插入操作中還是會有效能的問題，1） 對於自增長型的列的插入效能較差，必須等待前一個插入完成後才能插入下一個（雖然不用等待事務完成），2）對於insert select 的大資料量的插入，會影響插入的效能，因為另一個事務的插入可能會被阻塞

   

   從mysql 5.1.22起，innodb提供了一種 輕量級互斥量的自增長實現機制，便於提高並發的效能，使用一個參數 ：innodb_autoinc_lock_mode，預設值為1

  在innodb 中，自增長值的列必須是索引，並且是索引的第一列，如果是第2列也會報錯，另外，myisam是表級鎖，不用考慮自增長並發插入

5. 外鍵和鎖

   外鍵主要用於參考完整性的檢查，在innodb中，如果沒有對外鍵列加索引，innodb會隱式的對其加索引，這樣可以避免表級鎖 

   對於外鍵的插入，首先要查詢父表中的記錄，即select 父表，但對父表的select，不使用一致性非鎖定讀，因為這樣會發生資料不一致性，innodb使用的是select ... lock in share mode ,主動對父表加一個S鎖，這樣，如果在父表上已經加了一個X鎖，子表的操作就會被阻塞

6. 鎖的演算法

  innodb中有3種行鎖的演算法設計

  1） Record lock,單個行記錄上的鎖

  2）Gap Lock 間接鎖，鎖定的是一個範圍，但不包含記錄本身

  3） Next-key Lock : = Record lock + Gap lock ，鎖定一個範圍，並且包含記錄本身

Record lock 總是會鎖住索引記錄，如果在建立儲存引擎表時沒有設定任何索引，innodb會使用隱式的主鍵進行鎖定

在Next-key lock 演算法下，對於行的查詢，都是這種方式，對於不同的SQL 查詢，可能設定共用的 Next-key lock，或者 排他的 Next-key lock

7.  鎖問題

鎖會並發訪問帶來了效能上的提高，但是同時也會帶來幾個問題。1） 丟失更新。2） 髒讀 3）不可重複讀取

1） 丟失更新

2） 髒讀，指的是在不同事務下，可以讀到另一個事務未提交的資料

3） 不可重複讀取，指的是在同一個事務中多次的讀取同一個資料，在這個事務還沒有結束之前，另外一個事務修改了這個資料，這是，在同一個事務的兩次讀之間，由於第2個事務的修改導致第一次事務兩次讀資料不同

髒資料和髒頁的區別：

髒頁指的是緩衝池中已經修改但是還沒有重新整理到磁碟檔案中，即資料庫記憶體中的頁和磁碟記憶體中的頁資料是不一致的。而髒資料是指緩衝池中被修改的資料，但是還沒有被提交。

對於髒頁的讀取是正常的，這並不影響資料的一致性，並且還因為是非同步，可以帶來效能上的提高，而髒資料的讀取，是一個事務讀取到了另一個事務的資料，顯然違反了事務的隔離性

髒讀和不可重複讀取的區別：

髒讀是讀到了未提交的資料，而不可重複讀取讀的是已經提交的，但是違反了事務的一致性要求 

8. 阻塞

因為不同鎖之間的相容性，在有些時候，一個事務中的鎖需要等待另一個事務中的鎖釋放它所佔用的資源，在innodb中使用的是Mutex資料結構來實現，在訪問之前，需要使用mutex_enter函數進行申請，在資源訪問完成之後立即執行mutex_exit()，但一個資源被一個事務佔用時，另一個事務執行mutex_enter函數會發生阻塞

  innodb中，參數innodb_lock_wait_timeout用來設定逾時的時間

9. 死結

如果程式是串列的，那麼搜尋是不可能的，死結只發生在並發訪問情況下，innodb 中有一個後台thread，用來負責查看所有可能的死結問題，並告知使用者

10 鎖定擴大

指的是當前鎖的粒度降低，eg ：將行級鎖定擴大為 頁級，頁級升級為 表級

在innodb中，鎖定擴大不會帶來效能上的問題，1個鎖的開銷和100000個鎖開銷是相同的