MySQL-锁（LOCK）

文章目录

- [1. 锁是什么？](#1. 锁是什么？)
- [2. 全局锁](#2. 全局锁)
- - [2.1 相关语法](#2.1 相关语法)
  - [2.2 特点](#2.2 特点)
- [3. 表级锁](#3. 表级锁)
- - [3.1 表锁](#3.1 表锁)
  - - [3.1.1 共享读锁（S）](#3.1.1 共享读锁（S）)
    - [3.1.2 排它写锁（X）](#3.1.2 排它写锁（X）)
  - [3.2 元数据锁（MDL）](#3.2 元数据锁（MDL）)
  - [3.2 意向锁（IS、IX）](#3.2 意向锁（IS、IX）)
- [4. 行级锁](#4. 行级锁)
- - [4.1 行锁](#4.1 行锁)
- [5. 死锁](#5. 死锁)
- - [5.1 死锁检测](#5.1 死锁检测)
  - [5.2 避免死锁](#5.2 避免死锁)

1. 锁是什么？

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。
MySQL中的锁，为了尽可能提高数据库的并发量，每次锁定的数据范围越小越好，越小的锁其耗费的系统资源越多，系统性能下降 。为在高并发响应和系统性能两方面进行平衡，这样就产生了"锁粒度"的概念。按照锁的粒度分，分为以下三类：
1. 全局锁：锁定数据库中的所有表。
2. 表级锁：每次操作锁住整张表。
3. 行级锁：每次操作锁住对应的行数据。
从锁的角度来说，表级锁适合以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如 Web 应用。而行级锁更适合于有大量按索引条件，同时又有并发查询的应用，如一些在线事务处理（ OLTP）系统。

2. 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。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。

对数据库进行进行逻辑备份之前，先对整个数据库加上全局锁，一旦加了全局锁之后，其他的DDL、DML全部都处于阻塞状态，但是可以执行DQL语句，也就是处于只读状态，而数据备份就是查询操作。那么数据在进行逻辑备份的过程中，数据库中的数据就是不会发生变化的，这样就保证了数据的一致性和完整性。

2.1 相关语法

加全局锁：
mysql 复制代码
```
flush tables with read lock ;
```

数据备份：

mysql 复制代码

mysqldump -uroot --p1234 db_name > db_name.sql

释放锁：
mysql 复制代码
```
unlock tables ;
```

2.2 特点

数据库中加全局锁，是一个比较重的操作，存在以下问题：
- 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。
- 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。
  mysql 复制代码
```
mysqldump --single-transaction -uroot --p123456 db_name > db_name.sql
```

3. 表级锁

3.1 表锁

对于表锁，分为两类：表共享读锁（read lock） 、表排它写锁（write lock） 。
语法：
- 加锁：
  mysql 复制代码
```
lock tables 表名... read/write
```
- 释放锁：
  mysql 复制代码
```
unlock tables
```

3.1.1 共享读锁（S）

共享锁的代号是 S ，是 Share 的缩写，也可称为读锁。是一种可以查看但无法修改和删除的数据锁。
共享锁的锁粒度是行或者元组（多个行）。一个事务获取了共享锁之后，可以对锁定范围内的数据执行读操作。会阻止其它事务获得相同数据集的排他锁。简单来说就是获得读锁的事务A与其他事务B都可以对锁范围内的数据进行读操作，但都不能进行写操作。

3.1.2 排它写锁（X）

排他锁的代号是 X ，是 eXclusive 的缩写，也可称为写锁，是基本的锁类型。
排他锁的粒度与共享锁相同，也是行或者元组。一个事务获取了排他锁之后，可以对锁定范围内的数据执行写操作。允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其它事务取得相同数据集的共享锁和排他锁。简单来说就是获得写锁的事务A可以对锁范围内的数据进行读和写，但其他事务B不能对锁范围内的数据进行读和写。

3.2 元数据锁（MDL）

meta data lock , 元数据锁，简写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。为了避免DML与DDL冲突，保证读写的正确性。这里的元数据，大家可以简单理解为就是一张表的表结构。 也就是说，某一张表涉及到未提交的事务时，是不能够修改这张表的表结构的。
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)。

常见的SQL操作时，所添加的元数据锁：

对应SQL	锁类型	说明
lock tables xxx read / write	SHARED_READ_ONLY / SHARED_NO_READ_WRITE
select 、select ... lock in share mode	SHARED_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

3.2 意向锁（IS、IX）

为了允许行锁和表锁共存，实现多粒度锁机制，InnoDB 还有两种内部使用的意向锁。意向锁是一种表锁，锁定的粒度是整张表，分为**意向共享锁（ IS）和意向排他锁（ IX）**两类。
添加意向共享锁：
mysql 复制代码
```
select ... lock in share mode
```

添加意向排它锁：

mysql 复制代码

insert、update、delete、select...for update

其中共享锁 、排他锁 、意向共享锁 、意向排他锁相互之间的兼容/互斥关系如下表所示，其中 Y 表示相容， N 表示互斥。

参数 X S IX IS

X（排他锁） N N N N

S（共享锁） N Y N Y

IX（意向排他锁） N N Y Y

IS（意向共享锁） N Y Y Y

如果一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容， InnoDB 就将请求的锁授予该事务；反之，如果两者不兼容，该事务就要等待锁释放。

参数	X	S	IX	IS
X（排他锁）	N	N	N	N
S（共享锁）	N	Y	N	Y
IX（意向排他锁）	N	N	Y	Y
IS（意向共享锁）	N	Y	Y	Y

4. 行级锁

在 MySQL 中， InnoDB 行锁通过给索引上的索引项加锁来实现，如果没有索引， InnoDB 将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。
InnoDB的行锁是针对于索引加的锁，如果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。
InnoDB 支持 3 种行锁定方式：
1. 行锁（ Record Lock）：直接对索引项加锁。
  mysql 复制代码
```
select * from student where id = 1 for update;
```
2. 间隙锁（ Gap Lock）：锁加在索引项之间的间隙，也可以是第一条记录前的"间隙"或最后一条记录后的"间隙"。
  mysql 复制代码
```
select * from student where id > 2 and id < 5 for update;
```
3. Next-Key Lock ：行锁与间隙锁组合起来用就叫做 Next-Key Lock。 前两种的组合，对记录及其前面的间隙加锁。
  mysql 复制代码
```
select * from student where id > 4 for update;
```

4.1 行锁

InnoDB实现了以下两种类型的行锁：
1. 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。
2. 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。

常见的SQL语句，在执行时，所加的行锁如下：

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

5. 死锁

定义：死锁是指两个或两个以上的事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。就是所谓的锁资源请求产生了回路现象，即死循环，此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。常见的报错信息为"Deadlock found when trying to get lock..."。
解决方案：死锁发生以后，只有部分或完全回滚其中一个事务，才能打破死锁。多数情况下只需要重新执行因死锁回滚的事务即可。

5.1 死锁检测

InnoDB的并发写操作会触发死锁，同时 InnoDB 也提供了死锁检测机制。通过设置 innodb_deadlock_detect 参数的值来控制是否打开死锁检测。

innodb_deadlock_detect = ON ：默认值，打开死锁检测。数据库发生死锁时，系统会自动回滚其中的某一个事务，让其它事务可以继续执行。
innodb_deadlock_detect = OFF：关闭死锁检测。发生死锁时，系统会用锁等待来处理。

锁等待是指在事务过程中产生的锁，其它事务需要等待上一个事务释放锁，才能占用该资源。如果该事务一直不释放，就需要持续等待下去，直到超过了锁等待时间。当超过锁等待允许的最大时间，就会出现死锁，然后当前事务执行失败，自动执行回滚操作。

5.2 避免死锁

在实际应用中，我们要尽量防止锁等待现象的发生，下面介绍几种避免死锁的方法：
1. 如果不同程序会并发存取多个表，或者涉及多行记录时，尽量约定以相同的顺序访问表 ，这样可以大大降低死锁的发
  生。
2. 业务中要及时提交或者回滚事务，可减少死锁产生的概率。
3. 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。
4. 对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁粒度，通过表锁定来减少死锁产生的概率（表级锁不会产生死锁）。