MySQL读写锁（元数据锁、意向锁、行锁、间隙锁、临键锁）

一、概述

锁机制用来保证多线程（同一事务、不同事务之间）并发访问同一行数据引发的数据一致性问题。

MySQL的锁分为以下三类：

全局锁：线程串行访问数据库
表级锁：在一张表上加锁，线程串行访问该表
行级锁：在一行记录上加锁，每次操作锁住对应的行数据

二、全局锁

对整个数据库实例加锁，加锁后其他线程可以读数据库内容，但是创建表、增删改操作会被阻塞。

全局锁一般用于备份整个数据库时 使用，防止涉及多表更新的业务 在备份文件中出现数据不一致问题。

数据库备份过程：

添加全局锁：flush tables with read lock;

执行备份：mysqldump -h服务器IP地址 -u用户名 -p密码数据库名 > 备份保存绝对路径D:/.../xxx.sql

释放锁：unlock tables;

备份后数据会发生变化，所以可以参考redis将备份后执行的MySQL指令记录下来，便于数据库宕机后使用指令日志和备份文件恢复数据。
全局锁对于备份主从数据库存在的问题：

备份主库则写操作相关的业务会全部阻塞。

备份从库则备份期间无法执行主库同步来的数据，导致主从延迟。

在InnoDB中通过添加-single-transaction参数可以实现不加锁的一致性数据备份。（原理是快照，应该是MVCC的内容）

三、表级锁

表级锁分为三类，本质都是基于读写锁：

表锁：对整张表加锁，解决DML之间的并发冲突
元数据锁MDL ：解决DML和DDL的并发冲突
意向锁 ：解决表锁和行锁的冲突

1.表锁

表锁又分为read lock和write lock两类。这里和缓存更新的读写锁原理一样。

加锁：lock tables 表名... read/wirte;
释放锁：unlock tables; 持有锁的线程断开连接会自动释放锁。

1.1 read lock

表共享读锁，又叫读锁，共享锁。执行读操作业务的线程申请读锁或不加锁 ，可以被多个读线程同时持有，持有锁的线程可以对该表进行读操作，但所有线程不能进行写操作 。

如果有多个线程都持有同一个表的读锁，那么只要还有一个线程持有读锁，写操作就会被阻塞，直到所有读线程都释放锁，因此写线程会有饥饿问题。

在任何隔离级别下，select lock in share mode、update、delete、insert操作，共享锁和排它锁在事务提交时释放。
在serializable隔离级别下，普通的select操作会自动添加lock in share mode后缀。
在读未提交、读已提交、可重复读隔离级别下，普通的select操作不会加锁。

1.2 write lock

表独占写锁，又叫写锁，排它锁，独占锁。执行写操作业务的线程申请写锁，写锁只能由一个线程持有，期间其他线程的增删改查都会被阻塞，直到写线程释放锁。

2.元数据锁

元数据锁是为了防止DML和DDL冲突。

MySQL会为执行增删查改操作的表自动加元数据共享锁 ，期间不允许表结构被修改，直到所有线程都不持有共享锁。当要alter table 修改表结构时会自动对表加元数据排它锁，期间不允许任何的增删查改操作。

3.意向锁

意向锁是为了解决行锁与表锁的冲突，加表锁前不必逐行遍历判断是否有行锁，直接判断意向锁即可。

读线程在加行锁时 会额外将意向锁设为意向共享锁，写线程在加行锁时 会额外将意向锁设为意向排它锁。

读线程加表锁前判断意向锁是共享锁，那么可以加表锁。意向锁为空时也可以加表锁。其他任何情况都不能加表锁。

四、行级锁

因为InnoDB中的数据存储结构是索引，所以行锁是对记录在索引B+树上的索引项加锁，而不是对记录加锁。

行锁：锁定单个索引项 ，防止其他线程对该项进行update和delete，应用在读已提交、可重复读 事务隔离级别。
间隙锁：锁定索引项之间的间隙 ，确保索引记录之间的间隙不变，防止其他线程在间隙进行insert，解决幻读 ，应用在可重复读 事务隔离级别。
临键锁：同时锁定单个索引项和索引项前的间隙 ，应用在可重复读 事务隔离级别。

1.行锁

行锁实现还是读锁和写锁。在InnoDB中，对insert、update、delete加排它锁，对select不加锁。 其中，排它锁解决了脏读问题，MVCC解决了不可重复读和幻读问题。

2.临键锁

InnoDB在可重复读 事务隔离级别下使用的是临键锁防止幻读。

SQL执行时若针对unique索引 的B+树进行搜索且是等值匹配 时会降级为行锁。
SQL执行时若针对unique索引 的B+树进行搜索且是等值匹配 ，且索引项不存在 时会降级为间隙锁。例如索引项1,2,4,5，此时对索引项3进行增删改会先将2,4之间的间隙上锁。
SQL执行时若针对非unique索引 的B+树进行搜索且是等值匹配 ，且索引项不存在 时会降级为间隙锁。例如索引项1,2,2,4,5，此时对索引项3进行增删改会先将2,4之间的间隙上锁。
SQL执行时若不走任何索引，那么会升级为表锁。