详细的描述了MySQL中的锁。

概述

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中,除传统的计算资源(CPU、RAM、I/O)的争用以外,数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题,锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说,锁对数据库而言显得尤其重要,也更加复杂。

全局锁

全局锁就是对整个数据库实例加锁,加锁后整个实例就处于只读状态,后续的DML的写语句,DDL语句,已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。
==其典型的使用场景是做全库的逻辑备份,对所有的表进行锁定,从而获取一致性视图,保证数据的完整性==

MySQL09-01全局锁

flush tables with read lock; -- 加全局锁
mysqldump [-h192.168.xxx.xxx] -uroot -p123456 databasename > D:/xxx.sql  //数据备份 访问远程加 -h
unlock table; -- 释放锁

==数据库中加全局锁,是一个比较重的操作,存在以下问题:==

  1. 如果在主库上备份,那么在备份期间都不能执行更新,业务基本上就得停摆。
  2. 如果在从库上备份,那么在备份期间从库不能执行主库同步过来的二进制日志(binlog),会导致主从延迟。

在InnoDB引擎中,我们可以在备份时加上参数—single-transaction 参数来完成不加锁的一致性数据备份。

mysqldump --single-transaction -uroot-p123456 Wang > Wang.sql

表级锁

表级锁,每次操作锁住整张表。锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低。应用在MyISAM、InnoDB、BDB等存储引擎中。

对于表级锁,主要分为以下三类:

  1. 表锁
  2. 元数据锁(meta datallock,MDL)
  3. 意向锁

表锁

  1. 表共享读锁(read lock)
  2. 表独占写锁(wirte lock)

语法

  1. 加锁
lock tables 表名... read/write
  1. 释放锁
unlock tables / 客户端断开连接

读锁与写锁的特点

MySQL09-02读锁与写锁

==读锁不会阻塞其他客户端的读,但是会阻塞写。写锁既会阻塞其他客户端的读,又会阻塞其他客户端的写。==

元数据锁(meta data lock, MDL)

==MDL加锁过程是系统自动控制,无需显式使用,在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表元数据的数据一致性,在表上有活动事务的时候,不可以对元数据进行写入操作。主要作用是避免DML与DDL冲突,保证读写的正确性。==

在MySQL5.5中引入了MDL,当对一张表进行增删改查的时候,加MDL读锁(共享);当对表结构进行变更操作的时候,加MDL写锁(排他)。

对于SQL 锁类型 说明
lock tables xxx read / write SHARED_READ_ONLY / SHARED_NO_READ_WRITE /
select . select … lock in share mode SHARE_READ 与SHARED_READ、SHARED_WRITE兼容,与EXCLUSIVE互斥
insert . update、delete、select … for update SHARED_WRITE 与SHARED_READ、SHARED_WRITE兼容,与EXCLUSIVE互斥
alter table … EXCLUSIVE 与其他的MDL都互斥

查看元数据锁

select object type,object schema,object_name,lock_type,lock_ duration from performance schema.metadata loacks;

意向锁

为了避免 DML 在执行时,加的行锁与表锁的冲突,在InnoDB中引入了意向锁,使得表锁不用检查每行数据是否加锁,使用意向锁来减少表锁的检查。

意向共享锁(IS)

==电语句select … lock in share mode添加。==

和与表锁共享锁(read)兼容,与表锁排它锁(write)互斥。

意向排他锁(IX)︰

==由insert、update、delete、select … for update添加。==

与表锁共享锁(read)及排它锁(write)都互斥。意向锁之间不会互斥。

查看意向锁和行锁加锁情况

select object schema,object_name,index_name,lock_type.lock mode,Jock_data from performance schema.data_locks;

行级锁

行级锁,每次操作锁住对应的行数据,锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度最高,应用在InnoDB引擎中。

InnoDB的数据是基于索引组织的,行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的,而不是对记录加的锁。对于行级锁,主要分为以下三类:

行锁(Record Lock)

锁定单个行记录的锁,防止其他事务对此行进行update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持。

nnoDB实现了以下两种类型的行锁

共享锁(S)

允许一个事务去读一行,阻止其他事务获得相同数据集的排它锁。

排他锁(X)

允许获取排他锁的事务更新数据,阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。

兼容情况

锁类型 S(共享锁) X(排它锁)
S(共享锁) 兼容 冲突
X(排它锁) 冲突 冲突

加锁情况

SQL 行锁类型 说明
INSERT … 排他锁 自动加锁
UPDATE … 排他锁 自动加锁
DELETE … 排他锁 自动加锁
SELECT(正常) 不加任何锁 /
SELECT … LOCK IN SHARE MODE 共享锁 需要手动在SELECT之后加LOCK IN SHARE MODE
SELECT … FOR UPDATE 排他锁 需要手动在SELECT之后加FOR UPDATE

行锁的注意事项

默认情况下,InnoDB在REPEATABLE READ事务隔离级别运行,InnoDB使用next-key锁进行搜索和索引扫描,以防止幻读。

  • 针对唯一索引进行检索时,对已存在的记录进行等值匹配时,将会自动优化为行锁。
  • InnoDB的行锁是针对于索引加的锁,不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中的所有记录加锁,此时就会升级为表锁。

查看意向锁和行锁加锁情况

select object schema,object_name,index_name,lock_type.lock mode,Jock_data from performance schema.data_locks;

间隙锁(Gap Lock)与临键锁(Next-Key Lock)

锁定索引记录间隙(不含该记录),确保索引记录间隙不变,防止其他事务在这个间隙进行insert,产生幻读。在RRP隔离级别下都支持。

行锁和间隙锁组合,同时锁住数据,并锁住数据前面的间隙Gap。在RR隔离级别下支持。

默认情况下,InnoDB 在 REPEATABLE READ事务隔离级别运行,InnoDB使用next-key锁进行搜索和索引扫描,以防止幻读。

  1. 索引上的等值查询(唯一索引),给不存在的记录加锁时,优化为间隙锁。
  2. 索引上的等值查询(普通索引),向右遍历时最后一个值不满足查询需求时,next-key lock退化为间隙锁。
  3. 索引上的范围查询(唯一索引) — 会访问到不满足条件的第一个值为止。

==注意:间隙锁唯一目的是防止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存,一个事务采用的间隙锁不会阻止另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。==

乐观锁与悲观锁

乐观锁:(Optimistic Locking)认为对同一数据的并发操作不会总发生,属于小概率事件,不用每次都对数据上锁,也就是不采用数据库自身的锁机制,而是通过程序来实现。在程序上,我们可以采用版本号机制或者时间戳机制实现。(在程序上进行实现)

  • 版本号机制:
    设计一个版本字段 version,第一次读的时候,会获取 version 字段的取值。然后对数据进行更新或删除操作时,会执行UPDATE ... SET version=version+1 WHERE version=version。此时如果已经有事务对这条数据进行了更改,修改就不会成功。
    (先获取一个版本号,在后续进行更新删除操作时,确认版本号是否正确)
  • 时间戳机制:与版本号机制一样,只不过这里叫做时间戳

悲观锁:认为会出现并发操作,使用数据库本身的锁机制

这里可以看到基本的使用场景:

  1. 乐观锁适合读操作比较多的场景
  2. 悲观锁适合写操作比较多的场景

解决死锁:乐观锁(治标不治本),MyISAM储存引擎,一次获取所有锁,就不会死锁,大粒度锁;