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[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
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
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
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
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
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
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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