【MYSQL锁】透彻地理解MYSQL锁

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1.锁

[1.1 概述](#1.1 概述)

[1.2 全局锁](#1.2 全局锁)

[1.2.1 语法](#1.2.1 语法)

[1.2.1.1 加全局锁](#1.2.1.1 加全局锁)

[1.2.1.2 数据备份](#1.2.1.2 数据备份)

[1.2.1.3 释放锁](#1.2.1.3 释放锁)

[1.2.1.4 特点](#1.2.1.4 特点)

[1.2.1.5 演示](#1.2.1.5 演示)

[1.3 表级锁](#1.3 表级锁)

[1.3.1 介绍](#1.3.1 介绍)

[1.3.2 表锁](#1.3.2 表锁)

[1.3.2.1 语法](#1.3.2.1 语法)

[1.3.2.2 特点](#1.3.2.2 特点)

[1.3.2.3 结论](#1.3.2.3 结论)

[1.3.3 元数据锁](#1.3.3 元数据锁)

[1.3.4 意向锁](#1.3.4 意向锁)

[1.3.4.1 介绍](#1.3.4.1 介绍)

[1.3.4.2 分类](#1.3.4.2 分类)

[1.3.4.3 演示](#1.3.4.3 演示)

[1.4 行级锁](#1.4 行级锁)

[1.4.1 介绍](#1.4.1 介绍)

[1.4.2 行锁](#1.4.2 行锁)

[1.4.3 演示](#1.4.3 演示)

[1.4.4 间隙锁&临键锁](#1.4.4 间隙锁&临键锁)

[1.4.4.1 示例演示](#1.4.4.1 示例演示)

1.锁

1.1 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。

MySQL中的锁,按照锁的力度分,分为以下三类:

  • 全局锁:锁定数据库中的所有表。
  • 表级锁:每次操作锁住整张表。
  • 行级锁:每次操作锁住对应的行数据。

在介绍锁之前先回顾一下DML、DQL、DDL分别代表什么?

数据操作语言(DML):DML 用于对数据库中的数据执行操作,例如插入、更新、删除、查询数

据,简称增删改查,尽管 SELECT 语句通常被归类为 DQL,但它也可以在某种程度上被认为是

DML,因为它允许检索数据。

数据查询语言(DQL):DQL 用于从数据库中检索数据。它专门用于执行查询操作

数据定义语言(DDL):DDL 用于定义数据库的结构,包括创建、修改和删除数据库对象,

例如(表、索引、视图等)。DDL 的操作影响数据库的整体结构。

1.2 全局锁

全局锁(Global Lock)是数据库管理系统中的一种锁定机制,通常用于锁定整个数据库实例,而

不是单个表或行。全局锁可以阻止对整个数据库的写入操作,但通常不会阻止读取操作。这种锁定

机制在某些情况下可以用于数据库备份、恢复或维护操作。

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.

为什么全库逻辑备份,就需要加全就锁呢?

①.先来分析一下不加全局锁,可能存在的问题。

假设在数据库中存在这样三张表: tb_stock 库存表,tb_order 订单表,tb_orderlog 订单日志表。

在进行数据备份时,先备份了tb_stock库存表。

然后接下来,在业务系统中,执行了下单操作,扣减库存,生成订单(更新tb_stock表,插入

tb_order表)。

然后再执行备份 tb_order表的逻辑。

业务中执行插入订单日志操作。

最后,又备份了tb_orderlog表。

此时备份出来的数据,是存在问题的。因为备份出来的数据,tb_stock表与tb_order表的数据不一

致(有最新操作的订单信息,但是库存数没减)。

②.再来分析一下加了全局锁后的情况

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。

1.2.1 语法

1.2.1.1 加全局锁
sql 复制代码
flush tables with read lock ;
1.2.1.2 数据备份

mysqldump -uroot --p1234 itcast > itcast.sql

mysqldump -uXxx --pXxx 数据库名 > 磁盘地址 + 数据库名.sql

例如:mysqldump -uXxx --pXxx db_01 > D:/db_01

1.2.1.3 释放锁
sql 复制代码
unlock tables ;
1.2.1.4 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。

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

1.2.1.5 演示

开启两个命令行

第一个命令行

第二个命令行

会处于阻塞状态,光标一直在闪,只有全局锁被释放才可以执行相应的操作

1.3 表级锁

1.3.1 介绍

表级锁,每次操作锁住整张表。锁定力度大,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:

  • 表锁
  • 元数据锁(meta data lock,MDL)
  • 意向锁

1.3.2 表锁

对于表锁,分为两类:

①.表共享读锁(read lock)

②.表独占写锁(write lock)

1.3.2.1 语法

加锁:lock tables 表名... read/write。

释放锁:unlock tables / 客户端断开连接 。

1.3.2.2 特点

①.读锁

左侧为客户端一,对指定表加了读锁,不会影响右侧客户端二的读,但是会阻塞右侧客户端的写。

②.写锁

左侧为客户端一,对指定表加了写锁,会阻塞右侧客户端的读和写。

1.3.2.3 结论

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。

1.3.3 元数据锁

MDL(meta data lock)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。

注意:有元数据锁只有在事务开启,才有的锁,当事务提交之后相应的锁会被释放.

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),另外共享锁是兼容的。

常见的SQL操作时,所添加的元数据锁:

1.3.3.1 演示

①.当执行SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等语句时,添加的是元数据共享锁

(SHARED_READ / SHARED_WRITE),之间是兼容的,所以不会出现阻塞状态。

②.当执行SELECT语句时,添加的是元数据共享锁(SHARED_READ),会阻塞元数据排他锁

(EXCLUSIVE),之间是互斥的,所以出现了阻塞状态。

我们可以通过下面的SQL,来查看数据库中的元数据锁的情况:

sql 复制代码
select object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from

performance_schema.metadata_locks ;

1.3.4 意向锁

1.3.4.1 介绍

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

每行数据是否加行锁,使用意向锁来减少表锁的检查。

假如没有意向锁,客户端一对表加了行锁后,客户端二如何给表加表锁呢?

来通过示意图简单分析一下:

首先客户端一,开启一个事务,然后执行DML操作,在执行DML语句时,会对涉及到的行加锁。

当客户端二,想对这张表加表锁时,会检查当前表是否有对应的行锁,如果没有,则添加表锁,此

时就会从第一行数据,检查到最后一行数据,效率较低。

有了意向锁之后 :

客户端一,在执行DML操作时,会对涉及的行加行锁,同时也会对该表加上意向锁。

而其他客户端,在对这张表加表锁的时候,会根据该表上所加的意向锁来判定是否可以成功加上表

锁,而不用逐行判断行锁情况了。

1.3.4.2 分类

①.意向共享锁(IS): 由语句select ... lock in share mode添加 。 与 表锁共享锁(read)兼容,与表锁

排他锁(write)互斥。

②.意向排他锁(IX): 由insert、update、delete、select...for update添加 。与表锁共享锁(read)及排

他锁(write)都互斥,意向锁之间不会互斥。

一旦事务提交了,意向共享锁、意向排他锁,都会自动释放。

可以通过以下SQL,查看意向锁及行锁的加锁情况:

sql 复制代码
select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from

performance_schema.data_locks;
1.3.4.3 演示

①.意向共享锁与表读锁是兼容的

由于select语句不会自动加行锁,需要手动加行锁

sql 复制代码
select * from score where id = 1 lock in share mode;

②.意向排他锁与表读锁、写锁都是互斥的

insert、update、delete语句会自动加行锁

1.4 行级锁

1.4.1 介绍

行级锁,每次操作锁住对应的行数据。锁定力度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度最高。应用

在InnoDB存储引擎中。

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:

①.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。

②.间隙锁(Gap 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RR隔离级别下都支持。

③.临键锁(Next-Key Lock):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。

1.4.2 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.就是允许一个事务

select,另外事务可以获得相同数据的共享锁,但是不能获得相同数据集的排他锁。

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。

两种行锁的兼容情况如下:

常见的SQL语句,在执行时,所加的行锁如下:

1.4.3 演示

①.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。

②.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。

可以通过以下SQL,查看意向锁及行锁的加锁情况:

sql 复制代码
select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from

performance_schema.data_locks;
  • 加共享锁,共享锁与共享锁之间兼容。
  • 共享锁与排他锁之间互斥。
  • 排它锁与排他锁之间互斥
  • 无索引行锁升级为表锁

注意:这里面经常会手动开启事务的原因是为了演示效果,如果是自动开启事务会自动提交事务,

会把锁给释放,因此看不出效果,但是原理还是一样的.

1.4.4 间隙锁&临键锁

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(非唯一普通索引),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。

1.4.4.1 示例演示

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(非唯一普通索引),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。

介绍分析一下:

我们知道InnoDB的B+树索引,叶子节点是有序的双向链表。 假如,我们要根据这个二级索引查询

值为18的数据,并加上共享锁,我们是只锁定18这一行就可以了吗?

并不是,因为是非唯一索引,这个结构中可能有多个18的存在,所以在加锁时会继续往后找,找

到一个不满足条件的值(当前案例中也就是29)。此时会对18加临键锁,并对29之前的间隙加锁

这里的临键锁(行锁+间隙锁),还会锁住age=3的行,并且还会锁住主键为1-3之间的间隙

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

所以数据库数据在加锁是,就是将19加了行锁,25的临键锁(包含25及25之前的间隙),正无穷

的临键锁(正无穷及之前的间隙)。

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