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MySQL基础篇6 mysql的行锁

前言

行锁就是针对数据表中行记录的锁.

eg : 事务 A 更新了一行,而这时候事务 B 也要更新同一行,则必须等事务 A 的操作完成后才能进行更新

mysql的行锁是在引擎层由各个引擎自己实现的.

并不是所有的引擎都支持行锁, 比如myisam引擎就不支持行锁, 对于并发,myisam只能使用表锁, 这也是被替代的重要原因.

先说两阶段锁

先说一个栗子:

在下面的操作序列中,事务 B 的 update 语句执行时会是什么现象呢?假设字段 id 是表 t 的主键

这个问题解决关键是在于事务A 在执行完两条update语句后, 持有哪些锁,以及在什么时候释放.

实际上. 事务b的update语句会被阻塞. 直到事务A 执行commit之后, B才可能继续执行.

事实上事务A持有的两个记录的行锁. 都是在commit之后才会释放.

两阶段锁

在innodb事务中. 行锁是在需要的时候才加上的. 但并不是不需要了就立刻释放, 而是要等到事务结束时才释放. 这就两阶段锁协议

两阶段锁设定对我们使用事务有啥帮助呢?

如果你的事务中需要锁多个行,要把最可能造成锁冲突、最可能影响并发度的锁尽量往后放

例子说明

假设你负责实现一个电影票在线交易业务,顾客 A 要在影院 B 购买电影票。我们简化一点,这个业务需要涉及到以下操作:

  1. 从顾客 A 账户余额中扣除电影票价;
  2. 给影院 B 的账户余额增加这张电影票价;
  3. 记录一条交易日志。

完成上述操作需要update两条记录. 并insert一条记录. 而且为了保证交易的原子性. 我们需要把三个操作放到一个事务中.

试想如果同时有另外一个顾客 C 要在影院 B 买票,那么这两个事务冲突的部分就是语句 2 了. 因为它们要更新同一个影院账户的余额,需要修改同一行数据.

根据两阶段协议. 不论怎么安排语句顺序. 所有的操作需要的行锁都是在事务提交的时候才会释放.

所以如果你把二语句放在最后, 按照312这样的顺序, 那么影院账户余额这一行的锁时间就最少. 这就最大程度的减少了事务之间等待锁的时间, 提升了并发度

但是这并不能完全的解决问题.

如果这个影院做活动,可以低价预售一年内所有的电影票,而且这个活动只做一天。于是在活动时间开始的时候,你的 MySQL 就挂了。你登上服务器一看,CPU 消耗接近 100%,但整个数据库每秒就执行不到 100 个事务。这是什么原因呢?

死锁和死锁检测

啥是死锁?

当并发系统中不同线程出现循环资源依赖, 涉及的线程都在等待别的线程释放资源时. 就会导致这几个线程都进入无限等待状态, 称为死锁.

用数据的行锁举个栗子:

这时候, 事务A在等待事务B释放id=2的行锁, 而事务b在等待事务A释放id=1的行锁.

事务a与b在相互等待对方的资源释放. 就是进入了死锁

当出现死锁以后, 有两种策略:

  1. 一种策略是, 直接进入等待, 直到超时, 这个超时时间可以通过参数innodb_lock_wait_timeout来设置.
  2. 另一种策略是. 发起死锁检测. 发现死锁后, 主动回滚死锁链条中的某一个事务.让其他事务得以继续执行. 将参数innodb_deadloack_detet 设置为on . 表示开启这个逻辑.

在innodb中. innodb_lock_wait_timeout 的默认值是50s. 意味着如果采用第一个策略. 当出现死锁后, 第一个被锁住的线程需要50s才会超时退出. 其他线程才有可能继续执行. 这对于在线服务来说, 这个时间往往是无法接收的.

但是我们又不可能把这个时间设置成一个很小的值, eg1s. 这样当出现死锁的时候,确实很快就可以解开,但如果不是死锁,而是简单的锁等待呢?所以,超时时间设置太短的话,会出现很多误伤。

所以. 我们往往需要采用第二种策略: 主动死锁检测.

innodb_deadlock_detect 的默认值本身就是 on

主动死锁检测在发生死锁的时候,是能够快速发现并进行处理的,但是它也是有额外负担的。你可以想象一下这个过程:每当一个事务被锁的时

这个过程是: 每当一个事务被锁的时候,就要看看它所依赖的线程有没有被别人锁住,如此循环,最后判断是否出现了循环等待,也就是死锁

那如果是我们上面说到的所有事务都要更新同一行的场景呢?

每个新来的被堵住的线程,都要判断会不会由于自己的加入导致了死锁,这是一个时间复杂度是 O(n) 的操作。假设有 1000 个并发线程要同时更新同一行,那么死锁检测操作就是 100 万这个量级的。虽然最终检测的结果是没有死锁,但是这期间要消耗大量的 CPU 资源。因此,你就会看到 CPU 利用率很高,但是每秒却执行不了几个事务.

上述问题, 我们应该怎么解决由这种热点行更新导致的性能问题呢?

  1. 一种头痛医头的方法. 就是如果你能确保这个业务一定不会出现死锁. 可以临时把死锁关闭掉.
    1. 但是这种操作本身带有一定的风险,因为业务设计的时候一般不会把死锁当做一个严重错误,毕竟出现死锁了,就回滚,然后通过业务重试一般就没问题了,这是业务无损的。而关掉死锁检测意味着可能会出现大量的超时,这是业务有损的
  2. 另一个思路是控制并发度
    1. 如果团队中有可以修改mysql源码的人, 可以做在mysql里. 基本思路就是, 对于相同行的更新, 在引入引擎之前排队. 这样在innodb内部就不会有大量死锁检测工作了
    2. 如果有中间件可以考虑中间件实现.
    3. 从设计上优化. 可以考虑将一行改成逻辑上的多行, 来减少冲突. 还是以影院账户为例,可以考虑放在多条记录上,比如 10 个记录,影院的账户总额等于这 10 个记录的值的总和。这样每次要给影院账户加金额的时候,随机选其中一条记录来加。这样每次冲突概率变成原来的 1/10,可以减少锁等待个数,也就减少了死锁检测的 CPU 消耗。

小结与补充.

如果事务中需要锁多行. 尽量把可能造成锁冲突, 最可能影响并发度的锁的神器给你时间往后放.

减少思索的主要方向, 就是控制访问相同资源的并发事务量.

关于innodb_deadlock_detect, 每条事务执行前都会检测吗?

  1. 加锁访问的行上有锁. 才会检测.
  2. 一致性读不会枷锁. 不需要检测.
  3. 并不是每次死锁检测都要扫描所有事务. eg某个时刻 事务等待状态是这样:B等A D等C 现在来了个E 发现E需要等D , 那么就判断E和D C 是否会死锁. 不用管AB

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