Mysql数据库锁定机制详细介绍

前言

为了保证数据的一致完整性，任何一个数据库都存在锁定机制。锁定机制的优劣直接应想到一个数据库系统的并发处理能力和性能，所以锁定机制的实现也就成为了各种数据库的核心技术之一。本章将对MySQL中两种使用最为频繁的存储引擎MyISAM和Innodb各自的锁定机制进行较为详细的分析。

MySQL锁定机制简介

数据库锁定机制简单来说就是数据库为了保证数据的一致性而使各种共享资源在被并发访问访问变得有序所设计的一种规则。对于任何一种数据库来说都需要有相应的锁定机制，所以MySQL自然也不能例外。MySQL数据库由于其自身架构的特点，存在多种数据存储引擎，每种存储引擎所针对的应用场景特点都不太一样，为了满足各自特定应用场景的需求，每种存储引擎的锁定机制都是为各自所面对的特定场景而优化设计，所以各存储引擎的锁定机制也有较大区别。

总的来说，MySQL各存储引擎使用了三种类型（级别）的锁定机制：行级锁定，页级锁定和表级锁定。下面我们先分析一下MySQL这三种锁定的特点和各自的优劣所在。

行级锁定（row-level）

行级锁定最大的特点就是锁定对象的颗粒度很小，也是目前各大数据库管理软件所实现的锁定颗粒度最小的。由于锁定颗粒度很小，所以发生锁定资源争用的概率也最小，能够给予应用程序尽可能大的并发处理能力而提高一些需要高并发应用系统的整体性能。

虽然能够在并发处理能力上面有较大的优势，但是行级锁定也因此带来了不少弊端。由于锁定资源的颗粒度很小，所以每次获取锁和释放锁需要做的事情也更多，带来的消耗自然也就更大了。此外，行级锁定也最容易发生死锁。

表级锁定（table-level）

和行级锁定相反，表级别的锁定是MySQL各存储引擎中最大颗粒度的锁定机制。该锁定机制最大的特点是实现逻辑非常简单，带来的系统负面影响最小。所以获取锁和释放锁的速度很快。由于表级锁一次会将整个表锁定，所以可以很好的避免困扰我们的死锁问题。

当然，锁定颗粒度大所带来最大的负面影响就是出现锁定资源争用的概率也会最高，致使并大度大打折扣。

页级锁定（page-level）

页级锁定是MySQL中比较独特的一种锁定级别，在其他数据库管理软件中也并不是太常见。页级锁定的特点是锁定颗粒度介于行级锁定与表级锁之间，所以获取锁定所需要的资源开销，以及所能提供的并发处理能力也同样是介于上面二者之间。另外，页级锁定和行级锁定一样，会发生死锁。

在数据库实现资源锁定的过程中，随着锁定资源颗粒度的减小，锁定相同数据量的数据所需要消耗的内存数量是越来越多的，实现算法也会越来越复杂。不过，随着锁定资源颗粒度的减小，应用程序的访问请求遇到锁等待的可能性也会随之降低，系统整体并发度也随之提升。

在MySQL数据库中，使用表级锁定的主要是MyISAM，Memory，CSV等一些非事务性存储引擎，而使用行级锁定的主要是Innodb存储引擎和NDBCluster存储引擎，页级锁定主要是BerkeleyDB存储引擎的锁定方式。

MySQL的如此的锁定机制主要是由于其最初的历史所决定的。在最初，MySQL希望设计一种完全独立于各种存储引擎的锁定机制，而且在早期的MySQL数据库中，MySQL的存储引擎（MyISAM和Momery）的设计是建立在“任何表在同一时刻都只允许单个线程对其访问（包括读）”这样的假设之上。但是，随着MySQL的不断完善，系统的不断改进，在MySQL3.23版本开发的时候，MySQL开发人员不得不修正之前的假设。因为他们发现一个线程正在读某个表的时候，另一个线程是可以对该表进行insert操作的，只不过只能INSERT到数据文件的最尾部。这也就是从MySQL从3.23版本开始提供的我们所说的Concurrent Insert。

当出现Concurrent Insert之后，MySQL的开发人员不得不修改之前系统中的锁定实现功能，但是仅仅只是增加了对Concurrent Insert的支持，并没有改动整体架构。可是在不久之后，随着BerkeleyDB存储引擎的引入，之前的锁定机制遇到了更大的挑战。因为BerkeleyDB存储引擎并没有MyISAM和Memory存储引擎同一时刻只允许单一线程访问某一个表的限制，而是将这个单线程访问限制的颗粒度缩小到了单个page，这又一次迫使MySQL开发人员不得不再一次修改锁定机制的实现。

由于新的存储引擎的引入，导致锁定机制不能满足要求，让MySQL的人意识到已经不可能实现一种完全独立的满足各种存储引擎要求的锁定实现机制。如果因为锁定机制的拙劣实现而导致存储引擎的整体性能的下降，肯定会严重打击存储引擎提供者的积极性，这是MySQL公司非常不愿意看到的，因为这完全不符合MySQL的战略发展思路。所以工程师们不得不放弃了最初的设计初衷，在锁定实现机制中作出修改，允许存储引擎自己改变MySQL通过接口传入的锁定类型而自行决定该怎样锁定数据。

表级锁定

MySQL的表级锁定主要分为两种类型，一种是读锁定，另一种是写锁定。在MySQL中，主要通过四个队列来维护这两种锁定：两个存放当前正在锁定中的读和写锁定信息，另外两个存放等待中的读写锁定信息，如下：

Current read-lock queue (lock->read)
Pending read-lock queue (lock->read_wait)
Current write-lock queue (lock->write)
Pending write-lock queue (lock->write_wait)
</div>

当前持有读锁的所有线程的相关信息都能够在Currentread-lockqueue中找到，队列中的信息按照获取到锁的时间依序存放。而正在等待锁定资源的信息则存放在Pendingread-lockqueue里面，另外两个存放写锁信息的队列也按照上面相同规则来存放信息。

虽然对于我们这些使用者来说MySQL展现出来的锁定（表锁定）只有读锁定和写锁定这两种类型，但是在MySQL内部实现中却有多达11种锁定类型，由系统中一个枚举量（thr_lock_type）定义，各值描述如下：