【示例】MySQL-MySQL中常见的锁

前言

本文主要讲述MySQL中常见的锁。

总结 | 各类别锁的名字

全局锁

概念 | 什么是全局锁？

什么是全局锁？

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个数据库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。

全局锁应用场景？

全数据库的数据备份。在这个场景下，需要对数据库整体加锁，然后进行数据备份。

如果不加锁进行数据备份，会使数据一致性得不到保证。

应用 | 全局锁存在的问题及解决？

全局锁语法

# 加全局锁
flush tables with read lock;

# 进行相关操作

# 释放全局锁-1：SQL语句
unlock tables;

# 释放全局锁-2：关闭当前会话窗口
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全局锁应用存在的问题

加了全局锁，整个数据库处于只读状态：业务正常的进展就会停滞。

如何解决该问题？

如果数据库的存储引擎支持可重复读的隔离级别，就能解决。

• 在备份数据库之前先开启事务，会先创建 Read View，然后整个事务执行期间都在用这个Read View，而且由于 MVCC 的支持，备份期间业务依然可以对数据进行更新操作。
• 因为在可重复读的隔离级别下，即使其他事务更新了表的数据，也不会影响备份数据库时的 Read View，这就是事务四大特性中的隔离性，这样备份期间备份的数据一直是在开启事务时的数据。

针对数据库全库备份这个情况，如果使用的备份数据库工具是 mysqldump，按如下用法即可：

mysqldump --single-transaction -uroot –p123456 itcast > itcast.sql
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加上 –single-transaction 参数的时候，就会在备份数据库之前先开启事务。这种方法只适用于支持「可重复读隔离级别的事务」的存储引擎。

InnoDB 存储引擎默认的事务隔离级别正是可重复读，因此可以采用这种方式来备份数据库。但是对于 MyISAM 这种不支持事务的引擎，在备份数据库时就要使用全局锁的方法。

表级锁

概念 | 什么是表级锁

表级锁就是每次操作锁住整张表。锁定粒度较大，容易发生锁冲突，并发性能较低。在MyISAM、InnoDB、BDB引擎中都有应用。

对于表级锁，主要有三类：表锁、元数据锁、意向锁

应用 | 表锁

表锁主要有两类：

• 表共享读锁：read lock
• 表独占写锁：write lock

应用语法：

# 加锁
lock tables 表名 read;	# 表共享读锁
lock tables 表名 write;	# 表独占写锁

# 释放锁-1：SQL语句
unlock tables;

# 释放锁-2：关闭当前会话窗口
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表锁的特点：

应用 | 元数据锁

元数据锁，meta data lock，简称：MDL。元数据锁是表级锁，是对一张表加的锁。元数据锁加锁的过程是系统自动控制，无需显示调用。

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元数据锁的作用主要是维护一张表元数据的一致性，在表上有事务的时候，不能对元数据进行写入操作。

理解一下上面这段话涉及到的概念：

• 元数据：指一张表的表结构
• 不能对元数据进行写入操作：就是说不能更改表的表机构，即DDL操作失效。

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在一些常见的SQL语句中，系统自动加入的是不同的元数据锁，主要有如下几类：

• 兼容：即两个用户访问同一张表，一个是上锁A，一个是上锁B。锁A和锁B兼容，A、B两用户的请求就不会相互阻塞
• 互斥：解释同上，但是A、B两用户的请求会相互阻塞

应用 | 意向锁

意向锁是为了避免在进行SQL-DML操作的时候，加的行锁与表锁产生冲突。

在InnoDB中加入意向锁，使得表锁不用检查每行数据是否加行锁，从而减少了表锁的检查操作。

• 若没有意向锁：A对某一行加了行锁，B需要对该表加表锁，就需要判断每一行数据是否有锁，效率较慢。

• 若是有了意向锁：A对某一行加了行锁，同时对该表加上意向锁，B锁需要对该表加表锁，通过是否有意向锁，就可以知道能否成功加锁，而不用遍历每一行数据

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意向锁主要有如下两类：

主要特点有：

• 一旦事务完成提交：意向共享锁、意向排他锁，都会自动释放

• 意向锁之间不会互斥：即该表可以同时存在：意向共享锁、意向排他锁，这个时候，两个表锁类型的任意一个都不能成功上锁

• 意向锁同元数据锁一样，不是主动加的，而是SQL操作后，会对应加上相应的意向锁。

总结 | 表锁、元数据锁、意向锁

三种表级锁，关键的是表锁。另外两个表级锁：元数据锁、意向锁，都是随着SQL语句的执行，自动添加的对应锁。

行级锁

概念 | 什么行级锁？

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存储引擎中。

InnoDB引擎是基于索引组织的，行锁也是通过索引上锁的，而不是通过记录上锁，行级锁主要有如下三类：行锁、间隙锁、临键锁。

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三种锁的图示：

• 行锁（Record Lock）：锁住单个行记录的数据，可防止其他事务对该数据进行：UPDATE、DELETE操作

• 间隙锁（Gap Lock）：锁住索引记录间隙，不对行记录上锁，可防止其他事务对该数据进行：INSERT操作。用来防止幻读

• 临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁的组合，既锁住数据，又锁住间隙

不同事务隔离级别下，行级锁的使用情况：

隔离级别从上到下，越来越高。隔离级别越高，数据越安全，性能越低。

应用 | 行锁

行锁主要有两种类型：

• 共享锁（S）：允许其他事务对加了该锁的行记录进行读取，但不允许修改
• 排他锁（X）：不允许其他事务对加了该锁的行记录进行读取，也不允许修改

常见SQL语句的行锁加锁情况：

注意：

• InnoDB的行锁是针对索引的，如果SQL操作的字段没有索引，则会从行锁升级为表锁
• 产生行锁的条件有：是唯一索引查询；且查询记录存在。否则在RR隔离机制下，一定有间隙锁的使用存在。

概念 | 间隙锁&临键锁的区间判断规则

间隙锁和临键锁的锁区间有一定的判断规则，下面通过一个案例讲解这两种锁的区间判断规则：

暂时没有，后续总结吧

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应用 | 行锁&间隙锁&临键锁

默认情况下，InnoDB引擎在RR事务隔离级别下运行，使用临键锁进行搜索和索引扫描，来防止幻读。而在某些情况下，临键锁会优化或者说退化为间隙锁/行锁。

相关加锁规则可以总结如下：

• 原则：加锁的基本单位是临键锁，其区间是前开后闭：(前开，后闭]

• 原则：查找过程中访问到的对象才会加锁

• 优化：在（唯一）索引上进行等值查询，如果这条记录存在，则将临键锁退化为行锁。

• 优化：在（唯一）索引上进行等值查询，如果这条记录不存在，则将临键锁退化为间隙锁。

• 优化：在（非唯一普通）索引上进行等值查询，【向右遍历时的最后一个值不满足查询需求时，临键锁退化为间隙锁】感觉不是，但是还没考证

• 一个 bug：唯一索引上的范围查询会访问到不满足条件的第一个值为止。（MySQL 8 已经修复）

仅写出来，还不太清楚，后续再说。

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关于间隙锁和临键锁的描述：

• 间隙锁唯一目的就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组织另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。
• 临键锁的主要目的是为了避免幻读，如果把事务隔离级别降低到RC，临键锁也将失效。