Mysql锁机制之行锁、表锁、死锁的实现

一、Mysql锁是什么？锁有哪些类别？

锁定义:
    同一时间同一资源只能被一个线程访问
    在数据库中，除传统的计算资源（如CPU、I/O等）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。

乐观锁用的最多的就是数据的版本记录来体现 version ，其实就是一个标识。

例如:update test set a=a-1 where id=100 and a> 0; 对应的version就是a字段，并不一定非得要求有一个字段叫做version，要求的是有这个字段，同时当满足这个条件的时候才会触发

 锁的分类:
从对数据操作的类型分法（读或写）
读锁(共享锁)：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
写锁（排它锁）：当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。

从对数据操作的粒度分法
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(MyISAM引擎默认表级锁，也只支持表级锁)。比如说更新一张10万表数据中的一条数据，在这条update没提交事务之前，其它事务是会被排斥掉的，粒度很大。
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(基于索引实现的，所以一旦某个加锁操作没有使用索引，那么该锁就会退化为表锁)
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，一次锁定相邻的一组记录

从并发角度的分发--实际上乐观锁和悲观锁只是一种思想
悲观锁：对数据被外界（包括本系统当前的其他事务，以及来自外部系统的事务处理）修改持保守态度(悲观) ，因此，在整个数据处理过程中，将数据处于锁定状态。
乐观锁：乐观锁假设认为数据一般情况下不会造成冲突，所以在数据进行提交更新的时候，才会正式对数据的冲突与否进行检测，如果发现冲突了，则让返回错误信息再进行业务重试

其他锁：
间隙锁：在条件查询中，如：where id>100，InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁；对于键值在条件范围内但并不存在的记录，叫做“间隙（GAP)”，间隙的目的是为了防止幻读
意向锁：意向锁分为 intention shared lock (IS) 和 intention exclusive lock (IX)，意向锁的目的就是表明有事务正在或者将要锁住某个表中的行

二、行锁和表锁的区别

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。最常使用的MYISAM与INNODB都支持表级锁定。
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。

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。
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
使用：InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，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

下面这个update语句，b是一般字段不是索引列的话，那么此时行级锁将改为表级锁。

update from test set a=100 where b='100';

现在举个实际例子操作一下，看看innnodb是怎么来用行锁的。

当前表中数据:

首先开启两个session会话窗口，然后将mysql事务级别设置成不提交级别:

会话一窗口:

会话二窗口:

 其中会话2的update一直都在Running中，一直到超时结束，或者会话1提交事务后才会Running结束。

可以通过show VARIABLES like "%innodb_lock_wait_timeout%" 查询当前mysql设置的锁超时时间,默认是50秒。 

可以通过set innodb_lock_wait_timeout = 60; 设置锁的超时时间。

当第一个会话commit之后，第二个会话的update语句才会执行成功。这代表了innodb用了锁。

那怎么确定是用了行锁呢？

 总结:会话一更新id=125的时候，给这条数据add lock了，那么在会话2中再次更新id=125的时候，这条数据是locked中的。这个lock加的是id=125这条记录。此时除了id=125这条之外的，都是可以成功的，证明这条默认加的是行锁。

三、InnoDB死锁概念和死锁案例

定义：当两个或以上的事务相互持有和请求锁，并形成一个循环的依赖关系，就会产生死锁。多个事务同时锁定同一个资源时，也会产生死锁。在一个事务系统中，死锁是确切存在并且是不能完全避免的。

解决：InnoDB会自动检测事务死锁，立即回滚其中某个事务，并且返回一个错误。它根据某种机制来选择那个最简单（代价最小）的事务来进行回滚

死锁场景一之select for update:

产生场景：两个transaction都有两个select for update，transaction a先锁记录1，再锁记录2；而transaction b先锁记录2，再锁记录1

写锁：for update，读锁：for my share mode show engine innodb status

验证下死锁的场景:

 第一步更新会话一:

start TRANSACTION;
select * from wnn_test where a=199 for update;

第二步更新会话二:

start TRANSACTION;
select * from wnn_test where a=101 for update;

第三步更新会话一:

select * from wnn_test where a=101 for update;

第四步更新会话二;

select * from wnn_test where a=199 for update;

在更新到第三步和第四步的时候，已经发生了死锁。

来看下执行的日志:

show engine innodb status;最后一个锁的时间，锁的表，引起锁的语句。其中session1被锁 14秒(ACTIVE 14)，session 2被锁了10秒(Active 10)

死锁场景二之两个update

产生场景：两个transaction都有两个update，transaction a先更新记录1，再更新记录2；而transaction b先更新记录2，再更新记录1

 产生日志：

 注意：仔细查看上面2个例子可以发现一个现象，当2条资源锁住后，再执行第三个会执行成功，但是第四个会提示死锁。在mysql5.7中，执行第三个的时候就会一直在Running状态了，本博文使用的是mysql8.0 ，其中 有这个参数 innodb_deadlock_detect 可以用于控制 InnoDB 是否执行死锁检测，当启用了死锁检测时（默认设置），InnoDB 自动执行事务的死锁检测，并且回滚一个或多个事务以解决死锁。InnoDB 尝试回滚更小的事务，事务的大小由它所插入、更新或者删除的数据行数决定。

 那么这个innodb_deadlock_detect参数，到底要不要启用呢？

对于高并发的系统，当大量线程等待同一个锁时，死锁检测可能会导致性能的下降。此时，如果禁用死锁检测，而改为依靠参数 innodb_lock_wait_timeout 执行发生死锁时的事务回滚可能会更加高效。
通常来说，应该启用死锁检测，并且在应用程序中尽量避免产生死锁，同时对死锁进行相应的处理，例如重新开始事务。

只有在确认死锁检测影响了系统的性能，并且禁用死锁检测不会带来负面影响时，可以尝试关闭 innodb_deadlock_detect 选项。另外，如果禁用了 InnoDB 死锁检测，需要调整参数 innodb_lock_wait_timeout 的值，以满足实际的需求。

 四、程序开发过程中应该如何注意避免死锁

 锁的本质是资源相互竞争，相互等待，往往是两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致

如何有效避免：

在程序中，操作多张表时，尽量以相同的顺序来访问（避免形成等待环路）

批量操作单张表数据的时候，先对数据进行排序（避免形成等待环路） A线程 id：1 ,10 ,20按顺序加锁     B线程id:20,10,1   这种的话就容易锁。

如果可以，大事务化成小事务，甚至不开启事务 select for update==>insert==>update = insert into update on duplicate key

尽量使用索引访问数据，避免没有 where 条件的操作，避免锁表 有走索引是记录行锁，没走索引是表锁

使用等值查询而不是范围查询查询数据，命中记录，避免间隙锁对并发的影响 1，10，20 等值where id in (1,10,20) 范围查询 id>1 and id<20

避免在同一时间点运行多个对同一表进行读写的脚本，特别注意加锁且操作数据量比较大的语句；我们经常会有一些定时脚本，避免它们在同一时间点运行