面试题：MySQL锁机制如何应对分布式事务中的并发冲突

Question

当多个分布式事务同时对MySQL数据库中的数据进行操作时，可能会产生并发冲突。请详细说明MySQL锁机制，如行锁、表锁等，是怎样解决这些并发冲突的，以及在这个过程中可能会遇到的问题和解决方案。

Answer 1

MySQL锁机制解决并发冲突的方式

1. 行锁
   • 原理：行锁是锁定在数据库表的行记录上的锁。当一个事务对某一行进行操作时，会对该行加锁，其他事务如果要对同一行进行修改等操作，必须等待锁的释放。例如，在UPDATE users SET age = 25 WHERE user_id = 1语句执行时，会对user_id为1的这一行数据加锁。
   • 优点：锁的粒度小，并发度高。在高并发场景下，不同事务可以同时操作不同行的数据，减少了锁争用，提高了系统的并发处理能力。
   • 应用场景：适用于大量不同行的并发更新操作，如电商的库存扣减（每个商品库存为不同行）等场景。
2. 表锁
   • 原理：表锁是对整个表进行锁定。当一个事务对表加锁后，其他事务对该表的任何操作（读或写）都需要等待锁的释放。例如，执行LOCK TABLES users WRITE，则整个users表被锁定。
   • 优点：加锁和解锁的开销小，加锁速度快。适用于以读为主或者写操作较少的场景，因为读操作可以共享表锁，提高查询效率。
   • 应用场景：适合数据一致性要求较高，并发写操作较少的场景，如一些配置表的操作，配置表数据变更不频繁，读操作较多。

可能遇到的问题及解决方案

1. 死锁问题
   • 原因：两个或多个事务互相持有对方需要的锁，形成循环等待的局面。例如，事务A持有行1的锁，等待行2的锁，而事务B持有行2的锁，等待行1的锁。
   • 解决方案：
     • 设置死锁检测和超时机制：MySQL默认开启死锁检测，当检测到死锁时，会自动回滚其中一个事务来打破死锁。可以通过参数innodb_lock_wait_timeout设置等待锁的超时时间，超过该时间，事务会自动回滚。
     • 优化事务逻辑：尽量让事务按相同顺序访问资源，避免循环依赖锁的情况。例如，所有事务都先访问行1，再访问行2。
2. 锁争用导致性能下降
   • 原因：当并发事务过多，大量事务竞争同一把锁时，会导致锁争用严重，从而降低系统性能。
   • 解决方案：
     • 合理选择锁粒度：根据业务场景，如前面所说，读多写少场景用表锁，写操作频繁场景用行锁，减少锁争用。
     • 增加资源：通过数据库集群、读写分离等方式，分散负载，减少单个数据库实例的锁争用。例如，使用主从复制，读操作走从库，减少主库的锁争用。
3. 锁升级问题
   • 原因：当大量的行锁占用了过多的内存等资源时，MySQL可能会将行锁升级为表锁，以减少锁资源的开销。
   • 解决方案：
     • 优化SQL语句：避免全表扫描等可能导致大量行锁的操作，通过添加合适的索引，让查询更精准定位到需要的行，减少行锁数量。
     • 调整系统参数：通过调整innodb_max_purge_lag等参数，控制锁升级的时机和条件，减少锁升级对性能的影响。