面试题：MySQL的行锁与表锁在并发控制中的性能差异及优化策略

Question

分析MySQL行锁与表锁在高并发场景下的性能表现，包括锁争用、锁定粒度对性能的影响。针对不同的业务场景，给出选择行锁或表锁的依据，并说明如何对使用这两种锁导致的性能问题进行优化。

Answer 1

行锁与表锁在高并发场景下的性能表现

1. 锁争用
   • 行锁：由于锁定粒度细，多个事务可以同时对不同行进行操作，锁争用的概率相对较低。但如果多个事务频繁操作同一行数据，依然会产生锁争用，影响性能。
   • 表锁：锁定粒度粗，一旦对表加锁，其他事务对该表的任何操作都要等待锁释放，锁争用概率高，在高并发场景下性能可能会急剧下降。
2. 锁定粒度对性能的影响
   • 行锁：锁定粒度为行，并发度高，适合OLTP（在线事务处理）类型的业务，如电商的订单处理、银行转账等，可提高系统并发处理能力。但行锁的管理开销较大，加锁和解锁操作相对复杂，会消耗一定性能。
   • 表锁：锁定粒度为整个表，管理开销小，加锁和解锁操作简单。但由于锁定范围大，在高并发写操作时，其他事务等待时间长，适合以读为主、写操作频率低的业务场景，如一些数据仓库的查询操作。

选择行锁或表锁的依据

1. 业务并发读写情况
   • 行锁：适合读操作和写操作都比较频繁且并发度高的场景。例如电商平台中，大量用户同时下单购买不同商品，此时行锁可以保证每个订单操作的独立性，减少锁争用。
   • 表锁：适合读多写少的场景。例如网站的统计数据展示，主要是大量的读操作，偶尔有写操作更新统计数据，表锁可以满足这种需求且管理开销小。
2. 数据一致性要求
   • 行锁：在需要保证单行数据一致性的场景下使用。比如银行账户余额的修改，只需要保证单个账户数据的一致性，行锁可以满足要求，同时不影响其他账户操作。
   • 表锁：如果业务要求对整个表的数据在某一时刻保持一致性，如数据的批量导入或删除，表锁更为合适，可避免部分数据更新不一致的情况。

对使用这两种锁导致性能问题的优化

1. 行锁性能问题优化
   • 优化事务设计：尽量缩短事务的执行时间，减少行锁的持有时间。例如，将大事务拆分成多个小事务，尽快提交事务释放行锁。
   • 合理设计索引：确保在需要加行锁的操作上有合适的索引，避免全表扫描导致行锁失效，增加锁争用。因为没有索引时，MySQL可能会使用表锁来保证数据一致性。
   • 调整事务隔离级别：根据业务需求适当调整事务隔离级别。例如，将默认的可重复读（RR）调整为读已提交（RC），在一定程度上降低锁的粒度和持有时间，但要注意可能引发的幻读等问题。
2. 表锁性能问题优化
   • 读写分离：采用读写分离架构，将读操作和写操作分布到不同的服务器上。读操作由从库处理，写操作由主库处理，减少读操作对写操作的锁等待，提高整体性能。
   • 批量操作：将多个小的写操作合并为一个批量操作，减少加锁和解锁的次数，降低锁争用的概率。例如，在插入数据时使用批量插入语句，而不是单个插入。
   • 缓存机制：对于读多写少的场景，引入缓存（如Redis），将经常读取的数据缓存在内存中，减少对数据库的读操作，从而降低表锁争用。