MySQL－ InnoDB鎖機制
轉自 https://www.cnblogs.com/aipiaoborensheng/p/5767459.htmlI
nnoDB與MyISAM的最大不同有兩點：一是支援事務（TRANSACTION）；二是採用了行級鎖。行級鎖與表級鎖本來就有許多不同之處，另外，事務的引入也帶來了一些新問題。下面我們先介紹一點背景知識，然後詳細討論InnoDB的鎖問題。
背景知識
事務（Transaction）及其ACID屬性
事務是由一組SQL語句組成的邏輯處理單元，事務具有以下4個屬性，通常簡稱為事務的ACID屬性。
- 原子性（Atomicity）：事務是一個原子操作單元，其對資料的修改，要麼全都執行，要麼全都不執行。
- 一致性（Consistent）：在事務開始和完成時，資料都必須保持一致狀態。這意味著所有相關的資料規則都必須應用於事務的修改，以保持資料的完整性；事務結束時，所有的內部資料結構（如B樹索引或雙向連結串列）也都必須是正確的。
- 隔離性（Isolation）：資料庫系統提供一定的隔離機制，保證事務在不受外部併發操作影響的“獨立”環境執行。這意味著事務處理過程中的中間狀態對外部是不可見的，反之亦然。
- 永續性（Durable）：事務完成之後，它對於資料的修改是永久性的，即使出現系統故障也能夠保持。
銀行轉帳就是事務的一個典型例子。
併發事務處理帶來的問題
相對於序列處理來說，併發事務處理能大大增加資料庫資源的利用率，提高資料庫系統的事務吞吐量，從而可以支援更多的使用者。但併發事務處理也會帶來一些問題，主要包括以下幾種情況。
更新丟失（Lost Update）：當兩個或多個事務選擇同一行，然後基於最初選定的值更新該行時，由於每個事務都不知道其他事務的存在，就會發生丟失更新問題－－最後的更 新覆蓋了由其他事務所做的更新。例如，兩個編輯人員製作了同一文件的電子副本。每個編輯人員獨立地更改其副本，然後儲存更改後的副本，這樣就覆蓋了原始文 檔。最後儲存其更改副本的編輯人員覆蓋另一個編輯人員所做的更改。如果在一個編輯人員完成並提交事務之前，另一個編輯人員不能訪問同一檔案，則可避免此問 題。
髒讀（Dirty Reads）：一個事務正在對一條記錄做修改，在這個事務完成並提交前，這條記錄的資料就處於不一致狀態；這時，另一個事務也來讀取同一條記錄，如果不加 控制，第二個事務讀取了這些“髒”資料，並據此做進一步的處理，就會產生未提交的資料依賴關係。這種現象被形象地叫做"髒讀"。
不可重複讀
幻讀（Phantom Reads）：一個事務按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的資料，卻發現其他事務插入了滿足其查詢條件的新資料，這種現象就稱為“幻讀”。
事務隔離級別
在上面講到的併發事務處理帶來的問題中，“更新丟失”通常是應該完全避免的。但防止更新丟失，並不能單靠資料庫事務控制器來解決，需要應用程式對要更新的資料加必要的鎖來解決，因此，防止更新丟失應該是應用的責任。
“髒讀”、“不可重複讀”和“幻讀”，其實都是資料庫讀一致性問題，必須由資料庫提供一定的事務隔離機制來解決。資料庫實現事務隔離的方式，基本上可分為以下兩種。
一種是在讀取資料前，對其加鎖，阻止其他事務對資料進行修改。
另一種是不用加任何鎖，通過一定機制生成一個數據請求時間點的一致性資料快照（Snapshot)，並用這個快照來提供一定級別（語句級或事務級）的一 致 性讀取。從使用者的角度來看，好像是資料庫可以提供同一資料的多個版本，因此，這種技術叫做資料多版本併發控制（MultiVersion Concurrency Control，簡稱MVCC或MCC），也經常稱為多版本資料庫。
資料庫的事務隔離越嚴格，併發副作用越 小，但付出的代價也就越大，因為事務隔離實質上就是使事務在一定程度上 “序列化”進行，這顯然與“併發”是矛盾的。同時，不同的應用對讀一致性和事務隔離程度的要求也是不同的，比如許多應用對“不可重複讀”和“幻讀”並不敏 感，可能更關心資料併發訪問的能力。
為了解決“隔離”與“併發”的矛盾，ISO/ANSI SQL92定義了4個事務隔離級別，每個級別的隔離程度不同，允許出現的副作用也不同，應用可以根據自己的業務邏輯要求，通過選擇不同的隔離級別來平衡 “隔離”與“併發”的矛盾。表20-5很好地概括了這4個隔離級別的特性。
表20-5 4種隔離級別比較
| 讀資料一致性及允許的併發副作用 隔離級別 |
讀資料一致性 |
髒讀 |
不可重複讀 |
幻讀 |
| 未提交讀（Read uncommitted） |
最低級別，只能保證不讀取物理上損壞的資料 |
是 |
是 |
是 |
| 已提交度（Read committed） |
語句級 |
否 |
是 |
是 |
| 可重複讀（Repeatable read） |
事務級 |
否 |
否 |
是 |
| 可序列化（Serializable） |
最高級別，事務級 |
否 |
否 |
否 |
最後要說明的是：各具體資料庫並不一定完全實現了上述4個隔離級別，例如，Oracle只提供Read committed和Serializable兩個標準隔離級別，另外還提供自己定義的Read only隔離級別；SQL Server除支援上述ISO/ANSI SQL92定義的4個隔離級別外，還支援一個叫做“快照”的隔離級別，但嚴格來說它是一個用MVCC實現的Serializable隔離級別。MySQL 支援全部4個隔離級別，但在具體實現時，有一些特點，比如在一些隔離級別下是採用MVCC一致性讀，但某些情況下又不是，這些內容在後面的章節中將會做進 一步介紹。
獲取InnoDB行鎖爭用情況
可以通過檢查InnoDB_row_lock狀態變數來分析系統上的行鎖的爭奪情況：
mysql> show status like 'innodb_row_lock%'; +-------------------------------+-------+ | Variable_name | Value | +-------------------------------+-------+ | Innodb_row_lock_current_waits | 0 | | Innodb_row_lock_time | 0 | | Innodb_row_lock_time_avg | 0 | | Innodb_row_lock_time_max | 0 | | Innodb_row_lock_waits | 0 | +-------------------------------+-------+ 5 rows in set
如果發現鎖爭用比較嚴重，如InnoDB_row_lock_waits和InnoDB_row_lock_time_avg的值比較高，還可以通過設定InnoDB Monitors來進一步觀察發生鎖衝突的表、資料行等，並分析鎖爭用的原因。
可以用下面的語句來進行檢視：
mysql> Show engine innodb status\G; *************************** 1. row *************************** Type: InnoDB Name: Status: … … ------------ TRANSACTIONS ------------ Trx id counter 0 117472192 Purge done for trx's n:o < 0 117472190 undo n:o < 0 0 History list length 17
在SHOW INNODB STATUS的顯示內容中，會有詳細的當前鎖等待的資訊，包括表名、鎖型別、鎖定記錄的情況等，便於進行進一步的分析和問題的確定。開啟監視器以後，預設 情況下每15秒會向日志中記錄監控的內容，如果長時間開啟會導致.err檔案變得非常的巨大，所以使用者在確認問題原因之後，要記得刪除監控表以關閉監視 器，或者通過使用"--console"選項來啟動伺服器以關閉寫日誌檔案。
InnoDB的行鎖模式及加鎖方法
InnoDB實現了以下兩種型別的行鎖。
共享鎖（S）：允許一個事務去讀一行，阻止其他事務獲得相同資料集的排他鎖。
排他鎖（X)：允許獲得排他鎖的事務更新資料，阻止其他事務取得相同資料集的共享讀鎖和排他寫鎖。
另外，為了允許行鎖和表鎖共存，實現多粒度鎖機制，InnoDB還有兩種內部使用的意向鎖（Intention Locks），這兩種意向鎖都是表鎖。
意向共享鎖（IS）：事務打算給資料行加行共享鎖，事務在給一個數據行加共享鎖前必須先取得該表的IS鎖。
意向排他鎖（IX）：事務打算給資料行加行排他鎖，事務在給一個數據行加排他鎖前必須先取得該表的IX鎖。
表20-6 InnoDB行鎖模式相容性列表
| 請求鎖模式 是否相容 當前鎖模式 |
X |
IX |
S |
IS |
| X |
衝突 |
衝突 |
衝突 |
衝突 |
| IX |
衝突 |
相容 |
衝突 |
相容 |
| S |
衝突 |
衝突 |
相容 |
相容 |
| IS |
衝突 |
相容 |
相容 |
相容 |
如果一個事務請求的鎖模式與當前的鎖相容，InnoDB就將請求的鎖授予該事務；反之，如果兩者不相容，該事務就要等待鎖釋放。
意向鎖是InnoDB自動加的，不需使用者干預。對於UPDATE、DELETE和INSERT語句，InnoDB會自動給涉及資料集加排他鎖（X)；對於普通SELECT語句，InnoDB不會加任何鎖；事務可以通過以下語句顯示給記錄集加共享鎖或排他鎖。
共享鎖（S）：SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE。
排他鎖（X)：SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE。
用SELECT ... IN SHARE MODE獲得共享鎖，主要用在需要資料依存關係時來確認某行記錄是否存在，並確保沒有人對這個記錄進行UPDATE或者DELETE操作。但是如果當前事 務也需要對該記錄進行更新操作，則很有可能造成死鎖，對於鎖定行記錄後需要進行更新操作的應用，應該使用SELECT... FOR UPDATE方式獲得排他鎖。
在如表20-7所示的例子中，使用了SELECT ... IN SHARE MODE加鎖後再更新記錄，看看會出現什麼情況，其中actor表的actor_id欄位為主鍵。
表20-7 InnoDB儲存引擎的共享鎖例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
| 當前session對actor_id=178的記錄加share mode 的共享鎖： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178lock in share mode; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec) |
|
| 其他session仍然可以查詢記錄，並也可以對該記錄加share mode的共享鎖： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178lock in share mode; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec) |
|
| 當前session對鎖定的記錄進行更新操作，等待鎖： mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; 等待 |
|
| 其他session也對該記錄進行更新操作，則會導致死鎖退出： mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction |
|
| 獲得鎖後，可以成功更新： mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; Query OK, 1 row affected (17.67 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 |
當使用SELECT...FOR UPDATE加鎖後再更新記錄，出現如表20-8所示的情況。
表20-8 InnoDB儲存引擎的排他鎖例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
| 當前session對actor_id=178的記錄加for update的排它鎖： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
| 其他session可以查詢該記錄，但是不能對該記錄加共享鎖，會等待獲得鎖： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; 等待 |
|
| 當前session可以對鎖定的記錄進行更新操作，更新後釋放鎖： mysql> update actor set last_name = 'MONROE T' where actor_id = 178; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) |
|
| 其他session獲得鎖，得到其他session提交的記錄： mysql> select actor_id,first_name,last_name from actor where actor_id = 178 for update; +----------+------------+-----------+ | actor_id | first_name | last_name | +----------+------------+-----------+ | 178 | LISA | MONROE T | +----------+------------+-----------+ 1 row in set (9.59 sec) |
InnoDB行鎖實現方式
InnoDB行鎖是通過給索引上的索引項加鎖來實 現的，這一點MySQL與Oracle不同，後者是通過在資料塊中對相應資料行加鎖來實現的。InnoDB這種行鎖實現特點意味著：只有通過索引條件檢索 資料，InnoDB才使用行級鎖，否則，InnoDB將使用表鎖！
在實際應用中，要特別注意InnoDB行鎖的這一特性，不然的話，可能導致大量的鎖衝突，從而影響併發效能。下面通過一些實際例子來加以說明。
1）在不通過索引條件查詢的時候，InnoDB確實使用的是表鎖，而不是行鎖。
在如表20-9所示的例子中，開始tab_no_index表沒有索引：
mysql> create table tab_no_index( id int,name varchar(10) ) engine=innodb; Query OK, 0 rows affected (0.15 sec) mysql> insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4'); Query OK, 4 rows affected (0.00 sec)
表20-9 InnoDB儲存引擎的表在不使用索引時使用表鎖例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_no_index where id = 1 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_no_index where id = 2 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
| mysql> select * from tab_no_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
| mysql> select * from tab_no_index where id = 2 for update; 等待 |
在如表20 -9所示的例子中，看起來session_1只給一行加了排他鎖，但session_2在請求其他行的排他鎖時，卻出現了鎖等待！原因就是在沒有索引的情況下，InnoDB只能使用表鎖。當我們給其增加一個索引後，InnoDB就只鎖定了符合條件的行。
表20-10 InnoDB儲存引擎的表在使用索引時使用行鎖例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_with_index where id = 1 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from tab_with_index where id = 2 ; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
| mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
| mysql> select * from tab_with_index where id = 2 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
2）由於MySQL的行鎖是針對索引加的鎖，不是針對記錄加的鎖，所以雖然是訪問不同行的記錄，但是如果是使用相同的索引鍵，是會出現鎖衝突的。應用設計的時候要注意這一點。
在如表20-11所示的例子中，表tab_with_index的id欄位有索引，name欄位沒有索引：
表20-11 InnoDB儲存引擎使用相同索引鍵的阻塞例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
| mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '1' for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
| 雖然session_2訪問的是和session_1不同的記錄，但是因為使用了相同的索引，所以需要等待鎖： mysql> select * from tab_with_index where id = 1 and name = '4' for update; 等待 |
3）當表有多個索引的時候，不同的事務可以使用不同的索引鎖定不同的行，另外，不論是使用主鍵索引、唯一索引或普通索引，InnoDB都會使用行鎖來對資料加鎖。
在如表20-12所示的例子中，表tab_with_index的id欄位有主鍵索引，name欄位有普通索引：
表20-12 InnoDB儲存引擎的表使用不同索引的阻塞例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> set autocommit=0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
| mysql> select * from tab_with_index where id = 1 for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 1 | 1 | | 1 | 4 | +------+------+ 2 rows in set (0.00 sec) |
|
| Session_2使用name的索引訪問記錄，因為記錄沒有被索引，所以可以獲得鎖： mysql> select * from tab_with_index where name = '2' for update; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 2 | 2 | +------+------+ 1 row in set (0.00 sec) |
|
| 由於訪問的記錄已經被session_1鎖定，所以等待獲得鎖。： mysql> select * from tab_with_index where name = '4' for update; |
4） 即便在條件中使用了索引欄位，但是否使用索引來檢索資料是由MySQL通過判斷不同執行計劃的代價來決定的，如果MySQL認為全表掃描效率更高，比 如對一些很小的表，它就不會使用索引，這種情況下InnoDB將使用表鎖，而不是行鎖。因此，在分析鎖衝突時，別忘了檢查SQL的執行計劃，以確認是否真 正使用了索引。關於MySQL在什麼情況下不使用索引的詳細討論，參見本章“索引問題”一節的介紹。
在下面的例子中，檢索值的資料型別與索引欄位不同，雖然MySQL能夠進行資料型別轉換，但卻不會使用索引，從而導致InnoDB使用表鎖。通過用explain檢查兩條SQL的執行計劃，我們可以清楚地看到了這一點。
例子中tab_with_index表的name欄位有索引，但是name欄位是varchar型別的，如果where條件中不是和varchar型別進行比較，則會對name進行型別轉換，而執行的全表掃描。
mysql> explain select * from tab_with_index where name = 1 \G *************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: SIMPLE table: tab_with_index type: ALL possible_keys: name key: NULL key_len: NULL ref: NULL rows: 4 Extra: Using where 1 row in set (0.00 sec) mysql> explain select * from tab_with_index where name = '1' \G *************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: SIMPLE table: tab_with_index type: ref possible_keys: name key: name key_len: 23 ref: const rows: 1 Extra: Using where 1 row in set (0.00 sec)
間隙鎖（Next-Key鎖）
當 我們用範圍條件而不是相等條件檢索資料，並請求共享或排他鎖時，InnoDB會給符合條件 的已有資料記錄的索引項加鎖；對於鍵值在條件範圍內但並不存在的記錄，叫做“間隙（GAP)”，InnoDB也會對這個“間隙”加鎖，這種鎖機制就是所謂 的間隙鎖（Next-Key鎖）。
舉例來說，假如emp表中只有101條記錄，其empid的值分別是 1,2,...,100,101，下面的SQL：
Select * from emp where empid > 100 for update;
是一個範圍條件的檢索，InnoDB不僅會對符合條件的empid值為101的記錄加鎖，也會對empid大於101（這些記錄並不存在）的“間隙”加鎖。
InnoDB 使用間隙鎖的目的，一方面是為了防止幻讀，以滿足相關隔離級別的要求，對於上面的例子，要是不使用間隙鎖，如果其他事務插入了empid大於100的任何 記錄，那麼本事務如果再次執行上述語句，就會發生幻讀；另外一方面，是為了滿足其恢復和複製的需要。有關其恢復和複製對鎖機制的影響，以及不同隔離級別下 InnoDB使用間隙鎖的情況，在後續的章節中會做進一步介紹。
很顯然，在使用範圍條件檢索並鎖定記錄時，InnoDB這種加鎖機制會阻塞符合條件範圍內鍵值的併發插入，這往往會造成嚴重的鎖等待。因此，在實際應用開發中，尤其是併發插入比較多的應用，我們要儘量優化業務邏輯，儘量使用相等條件來訪問更新資料，避免使用範圍條件。
還要特別說明的是，InnoDB除了通過範圍條件加鎖時使用間隙鎖外，如果使用相等條件請求給一個不存在的記錄加鎖，InnoDB也會使用間隙鎖！
在如表20-13所示的例子中，假如emp表中只有101條記錄，其empid的值分別是1,2,......,100,101。
表20-13 InnoDB儲存引擎的間隙鎖阻塞例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
mysql> select @@tx_isolation; +-----------------+ | @@tx_isolation | +-----------------+ | REPEATABLE-READ | +-----------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) |
| 當前session對不存在的記錄加for update的鎖： mysql> select * from emp where empid = 102 for update; Empty set (0.00 sec) |
|
| 這時，如果其他session插入empid為201的記錄（注意：這條記錄並不存在），也會出現鎖等待： mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...); 阻塞等待 |
|
| Session_1 執行rollback： mysql> rollback; Query OK, 0 rows affected (13.04 sec) |
|
| 由於其他session_1回退後釋放了Next-Key鎖，當前session可以獲得鎖併成功插入記錄： mysql>insert into emp(empid,...) values(201,...); Query OK, 1 row affected (13.35 sec) |
恢復和複製的需要，對InnoDB鎖機制的影響
MySQL通過BINLOG錄執行成功的INSERT、UPDATE、DELETE等更新資料的SQL語句，並由此實現MySQL資料庫的恢復和主從復 制 （可以參見本書“管理篇”的介紹）。MySQL的恢復機制（複製其實就是在Slave Mysql不斷做基於BINLOG的恢復）有以下特點。
一是MySQL的恢復是SQL語句級的，也就是重新執行BINLOG中的SQL語句。這與Oracle資料庫不同，Oracle是基於資料庫檔案塊的。
二是MySQL的Binlog是按照事務提交的先後順序記錄的，恢復也是按這個順序進行的。這點也與Oralce不同，Oracle是按照系統更新號 （System Change Number，SCN）來恢復資料的，每個事務開始時，Oracle都會分配一個全域性唯一的SCN，SCN的順序與事務開始的時間順序是一致的。
從上面兩點可知，MySQL的恢復機制要求：在一個事務未提交前，其他併發事務不能插入滿足其鎖定條件的任何記錄，也就是不允許出現幻讀，這已經超過了 ISO/ANSI SQL92“可重複讀”隔離級別的要求，實際上是要求事務要序列化。這也是許多情況下，InnoDB要用到間隙鎖的原因，比如在用範圍條件更新記錄時，無 論在Read Commited或是Repeatable Read隔離級別下，InnoDB都要使用間隙鎖，但這並不是隔離級別要求的，有關InnoDB在不同隔離級別下加鎖的差異在下一小節還會介紹。
另外，對於“insert into target_tab select * from source_tab where ...”和“create table new_tab ...select ... From source_tab where ...(CTAS)”這種SQL語句，使用者並沒有對source_tab做任何更新操作，但MySQL對這種SQL語句做了特別處理。先來看如表 20-14的例子。
表20-14 CTAS操作給原表加鎖例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; Empty set (0.00 sec) mysql> select * from source_tab where name = '1'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 1 | 1 | | 5 | 1 | 1 | | 6 | 1 | 1 | | 7 | 1 | 1 | | 8 | 1 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; Empty set (0.00 sec) mysql> select * from source_tab where name = '1'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 1 | 1 | | 5 | 1 | 1 | | 6 | 1 | 1 | | 7 | 1 | 1 | | 8 | 1 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) |
| mysql> insert into target_tab select d1,name from source_tab where name = '1'; Query OK, 5 rows affected (0.00 sec) Records: 5 Duplicates: 0 Warnings: 0 |
|
| mysql> update source_tab set name = '1' where name = '8'; 等待 |
|
| commit; |
|
| 返回結果 commit; |
在上面的例子中，只是簡單地讀 source_tab表的資料，相當於執行一個普通的SELECT語句，用一致性讀就可以了。ORACLE正是這麼做的，它通過MVCC技術實現的多版本 資料來實現一致性讀，不需要給source_tab加任何鎖。我們知道InnoDB也實現了多版本資料，對普通的SELECT一致性讀，也不需要加任何 鎖；但這裡InnoDB卻給source_tab加了共享鎖，並沒有使用多版本資料一致性讀技術！
MySQL 為什麼要這麼做呢？其原因還是為了保證恢復和複製的正確性。因為不加鎖的話，如果在上述語句執行過程中，其他事務對source_tab做了更新操作，就 可能導致資料恢復的結果錯誤。為了演示這一點，我們再重複一下前面的例子，不同的是在session_1執行事務前，先將系統變數 innodb_locks_unsafe_for_binlog的值設定為“on”（其預設值為off），具體結果如表20-15所示。
表20-15 CTAS操作不給原表加鎖帶來的安全問題例子
| session_1 |
session_2 |
| mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql>set innodb_locks_unsafe_for_binlog='on' Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; Empty set (0.00 sec) mysql> select * from source_tab where name = '1'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 1 | 1 | | 5 | 1 | 1 | | 6 | 1 | 1 | | 7 | 1 | 1 | | 8 | 1 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) |
mysql> set autocommit = 0; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; Empty set (0.00 sec) mysql> select * from source_tab where name = '1'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 1 | 1 | | 5 | 1 | 1 | | 6 | 1 | 1 | | 7 | 1 | 1 | | 8 | 1 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) |
| mysql> insert into target_tab select d1,name from source_tab where name = '1'; Query OK, 5 rows affected (0.00 sec) Records: 5 Duplicates: 0 Warnings: 0 |
|
| session_1未提交，可以對session_1的select的記錄進行更新操作。 mysql> update source_tab set name = '8' where name = '1'; Query OK, 5 rows affected (0.00 sec) Rows matched: 5 Changed: 5 Warnings: 0 mysql> select * from source_tab where name = '8'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 8 | 1 | | 5 | 8 | 1 | | 6 | 8 | 1 | | 7 | 8 | 1 | | 8 | 8 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) |
|
| 更新操作先提交 mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.05 sec) |
|
| 插入操作後提交 mysql> commit; Query OK, 0 rows affected (0.07 sec) |
|
| 此時檢視資料，target_tab中可以插入source_tab更新前的結果，這符合應用邏輯： mysql> select * from source_tab where name = '8'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 8 | 1 | | 5 | 8 | 1 | | 6 | 8 | 1 | | 7 | 8 | 1 | | 8 | 8 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 4 | 1.00 | | 5 | 1.00 | | 6 | 1.00 | | 7 | 1.00 | | 8 | 1.00 | +------+------+ 5 rows in set (0.00 sec) |
mysql> select * from tt1 where name = '1'; Empty set (0.00 sec) mysql> select * from source_tab where name = '8'; +----+------+----+ | d1 | name | d2 | +----+------+----+ | 4 | 8 | 1 | | 5 | 8 | 1 | | 6 | 8 | 1 | | 7 | 8 | 1 | | 8 | 8 | 1 | +----+------+----+ 5 rows in set (0.00 sec) mysql> select * from target_tab; +------+------+ | id | name | +------+------+ | 4 | 1.00 | | 5 | 1.00 | | 6 | 1.00 | | 7 | 1.00 | | 8 | 1.00 | +------+------+ 5 rows in set (0.00 sec) |
從上可見，設定系統變數innodb_locks_unsafe_for_binlog的值為“on”後，InnoDB不再對source_tab加鎖，結果也符合應用邏輯，但是如果分析BINLOG的內容：
...... SET TIMESTAMP=1169175130; BEGIN; # at 274 #070119 10:51:57 server id 1 end_log_pos 105 Query thread_id=1 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1169175117; update source_tab set name = '8' where name = '1'; # at 379 #070119 10:52:10 server id 1 end_log_pos 406 Xid = 5 COMMIT; # at 406 #070119 10:52:14 server id 1 end_log_pos 474 Query thread_id=2 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1169175134; BEGIN; # at 474 #070119 10:51:29 server id 1 end_log_pos 119 Query thread_id=2 exec_time=0 error_code=0 SET TIMESTAMP=1169175089; insert into target_tab select d1,name from source_tab where name = '1'; # at 593 #070119 10:52:14 server id 1 end_log_pos 620 Xid = 7 COMMIT; ......
可以發現，在BINLOG中，更新操作的位置在INSERT...SELECT之前，如果使用這個BINLOG進行資料庫恢復，恢復的結果與實際的應用邏輯不符；如果進行復制，就會導致主從資料庫不一致！
通 過上面的例子，我們就不難理解為什麼MySQL在處理“Insert into target_tab select * from source_tab where ...”和“create table new_tab ...select ... From source_tab where ...”時要給source_tab加鎖，而不是使用對併發影響最小的多版本資料來實現一致性讀。還要特別說明的是，如果上述語句的SELECT是範圍條 件，InnoDB還會給源表加間隙鎖（Next-Lock）。
因 此，INSERT...SELECT...和 CREATE TABLE...SELECT...語句，可能會阻止對源表的併發更新，造成對源表鎖的等待。如果查詢比較複雜的話，會造成嚴重的效能問題，我們在應用中 應儘量避免使用。實際上，MySQL將這種SQL叫作不確定（non-deterministic）的SQL，不推薦使用。
如果應用中一定要用這種SQL來實現業務邏輯，又不希望對源表的併發更新產生影響，可以採取以下兩種措施：
一是採取上面示例中的做法，將innodb_locks_unsafe_for_binlog的值設定為“on”，強制MySQL使用多版本資料一致性讀。但付出的代價是可能無法用binlog正確地恢復或複製資料，因此，不推薦使用這種方式。
二是通過使用“select * from source_tab ... Into outfile”和“load data infile ...”語句組合來間接實現，採用這種方式MySQL不會給source_tab加鎖。
InnoDB在不同隔離級別下的一致性讀及鎖的差異
前面講過，鎖和多版本資料是InnoDB實現一致性讀和ISO/ANSI SQL92隔離級別的手段，因此，在不同的隔離級別下，InnoDB處理SQL時採用的一致性讀策略和需要的鎖是不同的。同時，資料恢復和複製機制的特 點，也對一些SQL的一致性讀策略和鎖策略有很大影響。將這些特性歸納成如表20-16所示的內容，以便讀者查閱。
表20-16 InnoDB儲存引擎中不同SQL在不同隔離級別下鎖比較
| 隔離級別 一致性讀和鎖 SQL |
Read Uncommited |
Read Commited |
Repeatable Read |
Serializable |
|
| SQL |
條件 |
||||
| select |
相等 |
None locks |
Consisten read/None lock |
Consisten read/None lock |
Share locks |
| 範圍 |
None locks |
Consisten read/None lock |
Consisten read/None lock |
Share Next-Key |
|
| update |
相等 |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
Exclusive locks |
| 範圍 |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
|
| Insert |
N/A |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
| replace |
無鍵衝突 |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
| 鍵衝突 |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
|
| delete |
相等 |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
| 範圍 |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
|
| Select ... from ... Lock in share mode |
相等 |
Share locks |
Share locks |
Share locks |
Share locks |
| 範圍 |
Share locks |
Share locks |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
|
| Select * from ... For update |
相等 |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
exclusive locks |
| 範圍 |
exclusive locks |
Share locks |
exclusive next-key |
exclusive next-key |
|
| Insert into ... Select ... （指源表鎖） |
innodb_locks_unsafe_for_binlog=off |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
| innodb_locks_unsafe_for_binlog=on |
None locks |
Consisten read/None lock |
Consisten read/None lock |
Share Next-Key |
|
| create table ... Select ... （指源表鎖） |
innodb_locks_unsafe_for_binlog=off |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
Share Next-Key |
| innodb_locks_unsafe_for_binlog=on |
None locks |
Consisten read/None lock |
Consisten read/None lock |
Share Next-Key |
|
從表20-16可以看出：對於許多SQL，隔離級別越高，InnoDB給記錄集加的鎖就越嚴格（尤其是使用範圍條件的時候），產生鎖衝突的可能 性也就越 高，從而對併發性事務處理效能的影響也就越大。因此，我們在應用中，應該儘量使用較低的隔離級別，以減少鎖爭用的機率。實際上，通過優化事務邏輯，大部分 應用使用Read Commited隔離級別就足夠了。對於一些確實需要更高隔離級別的事務，可以通過在程式中執行SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ或SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE動態改變隔離級別的方式滿足需求。
什麼時候使用表鎖
對於InnoDB表，在絕大部分情況下都應該使用行級鎖，因為事務和行鎖往往是我們之所以選擇InnoDB表的理由。但在個別特殊事務中，也可以考慮使用表級鎖。
第一種情況是：事務需要更新大部分或全部資料，表又比較大，如果使用預設的行鎖，不僅這個事務執行效率低，而且可能造成其他事務長時間鎖等待和鎖衝突，這種情況下可以考慮使用表鎖來提高該事務的執行速度。
第二種情況是：事務涉及多個表，比較複雜，很可能引起死鎖，造成大量事務回滾。這種情況也可以考慮一次性鎖定事務涉及的表，從而避免死鎖、減少資料庫因事務回滾帶來的開銷。
當然，應用中這兩種事務不能太多，否則，就應該考慮使用MyISAM表了。
在InnoDB下，使用表鎖要注意以下兩點。
（1） 使用LOCK TABLES雖然可以給InnoDB加表級鎖，但必須說明的是，表鎖不是由InnoDB儲存引擎層管理的，而是由其上一層──MySQL Server負責的，僅當autocommit=0、innodb_table_locks=1（預設設定）時，InnoDB層才能知道MySQL加的表 鎖，MySQL Server也才能感知InnoDB加的行鎖，這種情況下，InnoDB才能自動識別涉及表級鎖的死鎖；否則，InnoDB將無法自動檢測並處理這種死 鎖。有關死鎖，下一小節還會繼續討論。
（2）在用 LOCK TABLES對InnoDB表加鎖時要注意，要將AUTOCOMMIT設為0，否則MySQL不會給表加鎖；事務結束前，不要用UNLOCK TABLES釋放表鎖，因為UNLOCK TABLES會隱含地提交事務；COMMIT或ROLLBACK並不能釋放用LOCK TABLES加的表級鎖，必須用UNLOCK TABLES釋放表鎖。正確的方式見如下語句：
例如，如果需要寫表t1並從表t讀，可以按如下做：
SET AUTOCOMMIT=0; LOCK TABLES t1 WRITE, t2 READ, ...; [do something with tables t1 and t2 here]; COMMIT; UNLOCK TABLES;
關於死鎖
上文講過，MyISAM表鎖是deadlock free的，這是因為MyISAM總是一次獲得所需的全部鎖，要麼全部滿足，要麼等待，因此不會出現死鎖。但在InnoDB中，除單個SQL組成的事務外，鎖是逐步獲得的，這就決定了在InnoDB中發生死鎖是可能的。
發生死鎖後，InnoDB一般都能自動檢測到，並使一個事務釋放鎖並回退，另一個事務獲得鎖，繼續完成事務。但在涉及外部鎖，或涉及表鎖的情況下，InnoDB並不能完全自動檢測到死鎖，這需要通過設定鎖等待超時引數 innodb_lock_wait_timeout來解決。需要說明的是，這個引數並不是只用來解決死鎖問題，在併發訪問比較高的情況下，如果大量事務因無法立即獲得所需的鎖而掛起，會佔用大量計算機資源，造成嚴重效能問題，甚至拖跨資料庫。我們通過設定合適的鎖等待超時閾值，可以避免這種情況發生。
通常來說，死鎖都是應用設計的問題，通過調整業務流程、資料庫物件設計、事務大小，以及訪問資料庫的SQL語句，絕大部分死鎖都可以避免。下面就通過例項來介紹幾種避免死鎖的常用方法。
（1）在應用中，如果不同的程式會併發存取多個表，應儘量約定以相同的順序來訪問表，這樣可以大大降低產生死鎖的機會。在下面的例子中，由於兩個session訪問兩個表的順序不同，發生死鎖的機會就非常高！但如果以相同的順序來訪問，死鎖就可以避免。
（2）在程式以批量方式處理資料的時候，如果事先對資料排序，保證每個執行緒按固定的順序來處理記錄，也可以大大降低出現死鎖的可能。
（3）在事務中，如果要更新記錄，應該直接申請足夠級別的鎖，即排他鎖，而不應先申請共享鎖，更新時再申請排他鎖，因為當用戶申請排他鎖時，其他事務可能又已經獲得了相同記錄的共享鎖，從而造成鎖衝突，甚至死鎖。
儘管通過上面介紹的設計和SQL優化等措施，可以大大減少死鎖，但死鎖很難完全避免。因此，在程式設計中總是捕獲並處理死鎖異常是一個很好的程式設計習慣。
如果出現死鎖，可以用SHOW INNODB STATUS命令來確定最後一個死鎖產生的原因。返回結果中包括死鎖相關事務的詳細資訊，如引發死鎖的SQL語句，事務已經獲得的鎖，正在等待什麼鎖，以及被回滾的事務等。據此可以分析死鎖產生的原因和改進措施。