关于mysql:两个程序员为-insert-into-select-着迷一晚它到底有什么魔力

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一、前言:

明天遇到一个事件,两个程序员对 insert into select 着迷一晚,这到底是为神魔呢?上面就简略说说原由;

当天,在 MySql 数据库 中,程序员 A 应用 insert into select 对某张表中的一部分数据做备份,而后同时程序员 B 应用程序对这张表做数据插入操作,最初呈现了程序员 B 的插入操作失败的状况,而后他们就钻研了这个问题一早晨,最终找到了导致问题呈现的起因。

上面就通过简略的模仿场景复现问题,而后并钻研呈现问题的起因,最初再找到防止问题呈现的办法;

本文主线:

①、场景重现:模仿问题呈现的场景

②、问题求解:钻研问题呈现的起因

③、最终后果:防止问题呈现的办法

二、场景重现:模仿问题呈现的场景

1、保障环境的统一:

呈现问题时应用的 mysql 数据库的版本是 5.7.16-log

不分明本人应用的 mysql 版本的能够应用上面的语句进行查问,只有版本差不多就能够;

select version();

留神:创立一个新的数据库,保障这个库只有本人操作,次要是为了更加直观的重现问题及钻研呈现问题的起因,防止其它的烦扰因素;

2、创立测试的表:

建表 SQL 如下:

日志表:

DROP TABLE IF EXISTS `t_log`;
CREATE TABLE `t_log` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `log` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT '日志内容',
  `createts` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创立工夫',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

日志备份表:

DROP TABLE IF EXISTS `t_log_back`;
CREATE TABLE `t_log_back` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `log` varchar(1024) DEFAULT NULL COMMENT '日志内容',
  `createts` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创立工夫',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

3、结构用于测试备份的数据:

在 t_log 表中新增 20 万 条数据,这些数据用于备份时应用;应用存储过程在表中插入数据;

# 如果存储过程存在则删除 
DROP PROCEDURE IF EXISTS proc_initData;

DELIMITER $
# 创立存储过程
CREATE PROCEDURE proc_initData()
BEGIN
    DECLARE i INT  DEFAULT 1;
    WHILE i<=200000 DO   # 循环遍历插入的次数,循环遍历 20 万次
        INSERT INTO t_log (log) VALUES (CONCAT('测试日志 log', i) ); #执行的插入 sql 语句
        SET i = i+1;
    END WHILE;
END $

# 调用存储过程
CALL proc_initData();

4、重现问题场景:

通过下面三步曾经把呈现问题时的根本环境还原,而后就应用 SQL 语句重现使两个程序员着迷的问题:

4.1、首先应用 navicat 可视化工具连贯上创立的数据库;
4.2、而后开启 两个 命令列介面:

4.3、而后先在第一个命令介面中手动开启一个事务,而后在另一个介面中也开启另一个事务:
start transaction ;
4.4、而后再在第一个命令介面中执行上面 insert into select 这个备份 SQL 语句:

留神:createts 创立工夫筛选条件值须要改为本人表中对应的数据;

INSERT INTO t_log_back  SELECT * FROM t_log WHERE CREATETS > STR_TO_DATE('2021-05-11 12:28:16','%Y-%m-%d %H:%i:%s') and CREATETS < STR_TO_DATE('2021-05-11 12:35:33','%Y-%m-%d %H:%i:%s');
4.5、而后接着在另一个命令介面中执行上面这个新增数据的 SQL 语句:
insert into t_log (log) values('insert into select test log');

此时会发现,insert 语句会被阻塞,直至超时插入失败;这是什么起因导致的呢?

如果对这方面有过理解的同学,可能晓得这是因为你在第一个事务中应用 insert into select 进行备份时,没有 commit 提交事务,导致 t_log 表始终处于 被锁住 的状态,所以其它事务再进行写操作时被阻塞;

的确是因为第一个事务没有提交导致其它事务的写操作被阻塞,这也跟两个程序员呈现的问题情景一样,程序员 A 应用 insert into select 备份数据时,备份的数据量太大,导致事务长时间没有实现,最终导致程序员 B 的插入操作超时失败;

所以这也是网上很多材料都说尽量避免长事务的起因,因为会阻塞其它并发执行的写事务;

在这里大家是不是有两个疑难?

①、疑难一:insert into log 执行时导致 锁表 ,这个时候是间接应用的 表锁 实现的锁表吗?

留神:innodb 存储引擎反对行锁的,并且大家在网上查阅材料时应该都会查到 “innodb 的行锁是基于索引实现的:只有 where 条件存在索引时,InnoDB 才应用行级锁,否则,InnoDB 将间接应用表锁!”,这句话真的对吗?;

②、疑难二:在不同的事务隔离级别下,表锁、行锁是否存在区别?

存在区别,次要是 行锁 在 RC 读提交、RR 可反复读 隔离级别下存在区别,具体区别下文有阐明;

三、问题求解:钻研问题呈现的起因

通过下面的场景重现,曾经将问题复现了,并且晓得了是因为存在长事务导致表被锁住了,进而导致了其它事务的写操作阻塞超时失败;

晓得起因后,再钻研下,到底是不是间接应用的 表锁 将表锁住的?

通过下面提到的,网上查阅的材料,如果 where 条件中不存在索引,那么就会间接应用表锁,那么按这么说的话在 insert into select 中应用 createts 创立工夫字段进行查问数据时,因为 createts 没有索引,所以间接就是应用 表锁 喽;

然而大家须要晓得的是,网上的材料千千万万,存在谬误论断的也是不少的,所以说,咱们不能当拿来主义,须要本人在实际操作下验证真伪,并且这样也会加深本人的了解;

1、上面咱们就实际操作下,验证是否加的 表锁:

①、首先从新执行下 重现问题场景 的那五步;

②、而后再开启一个 查问界面,输出上面的 SQL 语句,查问以后事务中所持有的锁的信息:

select trx.trx_id, trx.trx_state, trx.trx_started, trx.trx_query, locks.lock_id, locks.lock_mode, locks.lock_type, locks.lock_table, locks.lock_index, trx.trx_rows_locked, trx.trx_isolation_level
from information_schema.INNODB_TRX trx, INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS locks where trx.trx_id = locks.lock_trx_id

注意事项:

①、只有在 SQL 语句处于阻塞中时,执行上面的 SQL 语句才会失去锁的数据,所以执行完那五步后,须要立即执行下面这个语句;

②、除了执行下面的 SQL 语句失去事务、锁信息外,还能够间接查问下 innodb 存储引擎的状态,在其中的事务模块失去须要的信息,语句如下:

show engine innodb status;

2、执行后果如下:

字段解析:

  • trx_id 事务 id
  • trx_state 事务状态 LOCK_WAIT:阻塞期待,RUNNING:运行中
  • trx_started 事务开始工夫
  • trx_query 事务中执行的 SQL 语句
  • lock_id 事务所持有的锁的 id
  • lock_mode 锁的模式 X:排他锁(写锁),S:共享锁(读锁)
  • lock_type 锁的类型 RECORD:行锁(记录锁),TABLE:表锁
  • lock_table 被加锁的表
  • lock_index 行锁应用到的索引,表锁时为 null
  • trx_rows_locked 此事务锁定的 大略数目或行数。该值可能包含物理上存在但对事务不可见的带有删除标记的行。
  • trx_isolation_level 此事务应用的隔离级别

3、执行后果解析:

3.1、trx_id 为 235430:

通过执行后果得悉,事务 id 为 235430 是执行 insert into select 的事务,因为此事务中 SQL 已执行结束,所以在 trx_query 字段没有展现出具体 SQL 语句;

此事务持有的是行锁,通过全遍历 聚簇索引 将表中全副的行记录加 行锁 ,锁类型是共享读锁,trx_rows_locked 字段展现的值 大略 就是 lock_table 被加锁的表中全副的数据量;

此事务应用的隔离级别是 REPEATABLE READ 可反复读

3.2、trx_id 为 235435:

事务 id 为 235435 是执行 insert 新增数据 的事务,此事务被阻塞,当进行插入数据时,也是通过遍历 聚簇索引 加行锁,锁类型是排它锁;

此事务应用的隔离级别是 REPEATABLE READ 可反复读

3.3、论断 + 疑难?

①、论断:innodb 的行锁是基于索引的,然而如果 where 条件中不存在索引的话,它会间接依据聚簇索引加行锁,每个表中都有主键,即便没有手动增加主键,mysql 也会主动生成一个 rowid(自增的)作为默认主键的;

所以不是间接加的 表锁,是加的行锁;

②、疑难:如果是对表中现有数据加行锁,那么 insert 新增数据时,是在最初面程序插入数据,按理说不应该被阻塞的呀;

解答:须要晓得以后事务应用的隔离级别是 RR 可反复读 ,在 RR 隔离级别下是存在 间隙锁 的,在聚簇索引中除了加行锁之外,还会默认加上 间隙锁,通过 行锁 + 间隙锁 实现锁表;具体加锁如下图展现:

在 mysql 中 行锁 + 间隙锁 形成一种新的锁,叫做 Next-Key Locks,它除了能够在 RR 隔离级别下实现锁表,也用来防止 幻读 的产生;

留神:间隙锁是不存在于 Read Uncommited(RU) 读未提交、Read Committed (RC) 读提交 隔离级别下的;

如果间隙锁在 RC 读提交隔离级别下不存在,是不是在 RC 下就不会锁表了呢?并且也就不会导致文中说的问题啦?那上面咱们来钻研下;

四、最终后果:防止问题呈现的办法

通过下面的介绍,能够失去两种可能防止问题呈现的办法,然而须要去实际下:

①、RR 隔离级别下,在 createts 创立工夫字段上创立二级索引;

②、将以后数据库的事务隔离级别设置为 RC 读提交;

1、防止问题呈现办法一:创立索引

RR 隔离级别下,在 createts 字段上创立索引,从新执行下 重现问题场景 的那五步,发现 insert 新增数据时事务没有被阻塞;

因为 innodb 的行锁是基于索引的,如果 where 条件字段存在索引的话,会先依据二级索引筛选出主键值,而后再回表到聚簇索引中对筛选出的主键值对应的记录加行锁,以及加行锁的记录之间默认加上间隙锁;

加锁展现如下:通过下图展现,发现最初面的间隙没有上锁,所以 insert 操作就不会被阻塞了;

2、防止问题呈现办法二:设置隔离级别为 RC

除了对 where 条件字段创立索引外,还能够间接将以后数据库事务的隔离级别设置为 RC 读提交;

设置事务的 RC 隔离级别的 SQL 语句如下:

SET  global  TRANSACTION  ISOLATION  LEVEL  Read committed;

设置完事务的 RC 隔离级别后,从新执行下 重现问题场景 的那五步,发现 insert 新增数据时事务没有被阻塞,阐明此形式也是可行的;

并且通过查阅官网材料得悉:应用 RC 隔离级别时,MySQL 评估 WHERE 条件后,将会开释不匹配行的记录锁;具体如下所示:

在 RC 隔离级别下执行上面这个 SQL 语句:

INSERT INTO t_log_back  SELECT * FROM t_log WHERE CREATETS > STR_TO_DATE('2021-05-11','%Y-%m-%d') and CREATETS < STR_TO_DATE('2021-05-13','%Y-%m-%d');

先扫描 聚簇索引 加行锁:

而后 MySql 进行评估优化后,将不满足 where 条件的行记录锁开释掉,最初如下所示:

2.1、知识面扩大:

其实目前大多数的互联网我的项目中 mysql 事务隔离级别都是应用的 RC 读提交,一是因为在大多数场景下应用 RC 都是能够的,二是像 Oracle 数据库默认的事务隔离级别也是 RC 读提交,大家在应用 Oracle 数据库时也是间接应用,没有去批改过其隔离级别;

疑难?那 mysql 为什么将默认的事务隔离级别设置为 RR 呢?

次要是因为 mysql 一个遗留的历史问题导致,因为在 RC 隔离级别下,应用 statement 格局的 binlog 进行主从同步时,会导致主从数据不统一;然而前面 binlog 提供了 row 等格局,这时在 RC 下就能够防止数据不统一问题了;

所以如果将事务的隔离级别设置为 RC 读提交的话,并且以后也须要应用 binlog 进行主从同步的话,须要将 binlog 日志的格局改为 row;

查看以后数据库的 binlog 的格局的 SQL 语句:

show variables like 'binlog_format'

批改以后数据库的 binlog 的格局的 SQL 语句:

set globle binlog_format='ROW'

五、总结:

至此,本文曾经将 insert into select 具备的魔力聊完了;

读完本文后,心愿大家在明确了 insert into select 具体的魔力时,也能明确本文中传递的一个重要内容,不要拿来主义,多实际;

还有就是大家在浏览本文时,也要跟着实操一遍,遇到与本文中形容的不一样的中央时,也要放弃着狐疑态度,心想,这块是不是博主写错啦;

大家在查阅材料时,尽可能去官网查阅相干材料,因为官网的材料全且清晰正确;

六、参考资料:

①、INFORMATION_SCHEMA INNODB_TRX 表

②、InnoDB Locking

③、INFORMATION_SCHEMA INNODB_LOCKS 表

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