mysql锁机制
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影响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。
Mysql的锁定机制：
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。
隔离级别
(1)读不提交(Read Uncommited，RU)
这种隔离级别下，事务间完全不隔离，会产生脏读，可以读取未提交的记录，实际情况下不会使用。
脏读（Dirty Reads）：一个事务正在对一条记录做修改，在这个事务完成并提交前，这条记录的数据就处于不一致状态；这时，另一个事务也来读取同一条记录，如果不加 控制，第二个事务读取了这些“脏”数据，并据此做进一步的处理，就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被形象地叫做"脏读"。
(2)读提交(Read commited，RC)
仅能读取到已提交的记录，这种隔离级别下，会存在幻读现象，所谓幻读是指在同一个事务中，多次执行同一个查询，返回的记录不完全相同的现象。幻读产生的根本原因是，在RC隔离级别下，每条语句都会读取已提交事务的更新，若两次查询之间有其他事务提交，则会导致两次查询结果不一致。虽然如此，读提交隔离级别在生产环境中使用很广泛。
(3)可重复读(Repeatable Read, RR)
可重复读隔离级别解决了不可重复读的问题，但依然没有解决幻读的问题。那么不可重复读与幻读有什么区别呢？不可重复读重点在修改，即读取过的数据，两次读的值不一样；而幻读则侧重于记录数目变化【插入和删除】。一般教科书上告诉我们只有到串行化隔离级别才解决幻读问题，但mysql的innodb比较特殊，RR即解决了幻读问题，主要通过GAP锁实现。另外，不是所有的数据库都实现了该隔离级别，后面会简单介绍下mysql是如何实现可重复读隔离级别的。
(4)串行化(Serializable)
在串行化隔离模式下，消除了脏读，幻象，但事务并发度急剧下降，事务的隔离级别与事务的并发度成反比，隔离级别越高，事务的并发度越低。实际生产环境下，dba会在并发和满足业务需求之间作权衡，选择合适的隔离级别。
1-1 行级锁
行级锁定是目前各大数据库管理软件所实现的锁定颗粒度最小的,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。
但是由于锁定资源的颗粒度很小，所以每次获取锁和释放锁消耗的资源也更多，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。
1-2 表级锁
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，致使并大度较低。
1-3 页级锁
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。
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) 持有读锁的所有线程
- Pending read-lock queue (lock->read_wait) 等待读锁的所有线程
- Current write-lock queue (lock->write) 持有写锁的所有线程
- Pending write-lock queue (lock->write_wait) 等待写锁的所有线程
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。
行级锁定：
行级锁定不是MySQL自己实现的锁定方式，而是由其他存储引擎自己所实现的，如广为大家所知的Innodb存储引擎，以及MySQL的分布式存储引擎NDBCluster等都是实现了行级锁定。
总的来说，Innodb的锁定机制和Oracle数据库有不少相似之处。Innodb的行级锁定同样分为两种类型，共享锁和排他锁，而在锁定机制的实现过程中为了让行级锁定和表级锁定共存，Innodb也同样使用了意向锁（表级锁定）的概念，也就有了意向共享锁和意向排他锁这两种。
当对某个资源加锁时，如果
- 有共享锁，可以再加一个共享锁，不过不能加排他锁。
- 有排它锁，就在表上添加意向共享锁或意向排他锁。
意向共享锁可以同时并存多个，但是意向排他锁同时只能有一个存在。所以，可以说Innodb的锁定模式实际上可以分为四种：共享锁（S），排他锁（X），意向共享锁（IS）和意向排他锁（IX）
Innodb与Mysql锁实现机制的区别
- Oracle锁定数据是通过需要锁定的某行记录所在的物理block上的事务槽上表级锁定信息
- Innodb的锁定则是通过在指向数据记录的第一个索引键之前和最后一个索引键之后的空域空间上标记锁定信息而实现的。
Innodb的这种锁定实现方式被称为“NEXT-KEYlocking”（间隙锁），因为Query执行过程中通过过范围查找的华，他会锁定整个范围内所有的索引键值，即使这个键值并不存在。
间隙锁有一个比较致命的弱点，就是当锁定一个范围键值之后，即使某些不存在的键值也会被无辜的锁定，而造成在锁定的时候无法插入锁定键值范围内的任何数据。在某些场景下这可能会对性能造成很大的危害。而Innodb给出的解释是为了组织幻读的出现，所以他们选择的间隙锁来实现锁定。
除了间隙锁给Innodb带来性能的负面影响之外，通过索引实现锁定的方式还存在其他几个较大的性能隐患：
- 当Query无法利用索引的时候，会放弃行级别锁定而改用表级别的锁定
- 当Quuery使用的索引并不包含所有过滤条件的时候，间隙锁会锁定不包含的记录，而不是具体的索引键
- 当Query在使用索引定位数据的时候，如果使用的索引键一样但访问的数据行不同的时候（索引只是过滤条件的一部分），一样会被锁定
Innodb事务隔离级别下的锁定及死锁
在Innodb的事务管理和锁定机制中，有专门检测死锁的机制，会在系统中产生死锁之后的很短时间内就检测到该死锁的存在。
当Innodb检测到系统中产生了死锁之后，Innodb会通过相应的判断来选这产生死锁的两个事务中较小的事务来回滚，而让另外一个较大的事务成功完成。
合理利用锁机制优化MySql
MyISAM表锁优化建议
在优化MyISAM存储引擎锁定问题的时候，最关键的就是如何让其提高并发度。由于锁定级别是不可能改变的了，所以我们首先需要尽可能让锁定的时间变短，然后就是让可能并发进行的操作尽可能的并发。
- 缩短锁定时间
尽两减少大Query，将复杂Query分拆成小的Query分布进行；
尽可能的建立足够高效的索引，让数据检索更迅速；
尽量让MyISAM存储引擎的表只存放必要的信息，控制字段类型；
利用合适的机会优化MyISAM表数据文件；
2、分离能并行的操作
可能有些人会认为在MyISAM存储引擎的表上读写锁就只能是完全的串行化，没办法再并行了。大家不要忘记了，MyISAM的存储引擎还有一个非常有用的特性，那就是ConcurrentInsert（并发插入）的特性。
Concurrent_insert=2，无论MyISAM存储引擎的表数据文件的中间部分是否存在因为删除数据而留下的空闲空间，都允许在数据文件尾部进行
ConcurrentInsert;concurrent_insert=1，当MyISAM存储引擎表数据文件中间不存在空闲空间的时候，可以从文件尾部进行ConcurrentInsert;
concurrent_insert=0，无论MyISAM存储引擎的表数据文件的中间部分是否存在因为删除数据而留下的空闲空间，都不允许ConcurrentInsert。
3、合理利用读写优先级
表级锁定对于读和写是有不同优先级设定的，默认情况下是写优先级要大于读优先级。所以，如果我们可以根据各自系统环境的差异决定读与写的优先级。如果我们的系统是一个以读为主，而且要优先保证查询性能的话，我们可以通过设置系统参数选项low_priority_updates=1，将写的优先级设置为比读的优先级低，即可让告诉MySQL尽量先处理读请求。
Innodb行锁优化建议
- 尽可能让所有的数据检索都通过索引来完成，从而避免Innodb因为无法通过索引键加锁而升级为表级锁定；
- 合理设计索引，让Innodb在索引键上面加锁尽可能准确，尽可能的缩小锁定范围，避免造成不必要的锁定而影响其他Query的执行；
- 尽可能减少基于范围的数据检索过滤条件，避免间隙锁带来的负面影响而锁定了不该锁定的记录；
- 尽量控制事务的大小，减少锁定的资源量和锁定时间长度；
- 在业务环境允许的情况下，尽量使用较低级别的事务隔离，以减少MySQL因为实现事务隔离级别所带来的附加成本；
由于Innodb的行级锁定和事务性，所以肯定会产生死锁，下面是一些比较常用的减少死锁产生概率
a. 类似业务模块中，尽可能按照相同的访问顺序来访问，防止产生死锁；
b. 在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率；
c. 对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率；
悲观锁:
Pessimistic Lock正如其名，它指的是对数据被外界（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）修改持保守悲观态度，事务每次去操作数据的时候都假设有其他事务会修改需要访问的数据，所以在访问之前都要求上锁，行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁，因此，在整个数据处理过程中，将数据处于锁定状态。悲观锁的实现，往往依靠数据库提供的锁机制（也只有数据库层提供的锁机制才能 真正保证数据访问的排他性，否则，即使在本系统中实现了加锁机制，也无法保证外部系 统不会修改数据）。 一个典型的倚赖数据库的悲观锁调用： select * from account where name=”Erica” for update 这条sql 语句锁定了account 表中所有符合检索条件（name=”Erica”）的记录。 本次事务提交之前（事务提交时会释放事务过程中的锁），外界无法修改这些记录。
Hibernate悲欢锁实现:基于数据库锁机制
Query q=Session.createQuery("select * from t_profit where amount>10000");
q.setLockMode("Profit",LockMode.UPGRADE);//Profit是Profit类的别名
List<Profit> ps=q.list();
执行的sql:select ....from t_profit where amount>10000 for update.hibernate的悲观锁通过数据库的for update实现。
LockMode.NONE：无锁机制;
LockMode.WRITE:insert,update记录时自动获取悲观锁;
LockMode.READ在读取时自动获取悲观锁;
LockMode.UPGRADE:利用数据库的for update子句加锁;
LockMode.UPGRADE_NOWAIT:oracle特定实现，用oracle的for update nowait子句加锁
乐观锁:
Optimistic Lock,和悲欢锁相反，事务每次去操作数据之前，都假设其他事务不会修改这些需要访问的数据 ，所以 在访问之前不要求上锁，只是在进行更新修改操作的时候判断一下在访问的期间有没有其他人修改数据 了。它适用于多读的应用类型，冲突真的发生比较少的时候就比较好，这样省去了开销的开销，可以提高吞吐量;但如果是真的经常要发生冲突的，那每次还要去判断进行retry,反倒降低的性能，这个时候悲欢锁比较好。数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。
它的实现大多是基于数据版本versin记录机制。举个例子:
1.利润表t_profit中有一个 version字段，当前值为1；而总资产余额字段（balance）为$10000
2.操作员A读出version=1,从总资产减除2000，10000-2000=8000.
3.A还没操作结束，此时操作员B也读出version=1,总资产减除5000，10000-5000=5000.
4.A操作完成，把version加1，修改为2，把总资产减2000后提交更新数据库，更新成功
5.B操作了，也加version加1，修改为2，把总资产减5000后提交更新数据库，此时发现version已经为2了，如B修改后加1的version一样，不满足乐观锁策略:"提交的版本必有大于记录当前的版本才能执行"。因此B的操作请求被驳回，这样就避免了B就version=1的旧数据修改的结果覆盖了A操作的结果的可能。如没有乐观锁，那A减去2000后剩余8000，但B操作的时候是用10000-5000剩余5000的，如果B的提交成功，总资产余额就是5000，但实际情况应该是8000-5000=3000的。出现总资产表记录和实际支出不一致。
Hibernate对乐观锁的实现:
<hibernate-mapping>
<class name="com.f.TProfit" table="t_profit" optimistic-lock="version"></class>
</hibernate-mapping>
