锁

锁¹

1 概述

1.1. 介绍

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。

1.2. 分类

MySQL中的锁，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数据行

2 全局锁

2.1. 介绍

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后实例就只处于只读状态，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

典型案例：全库备份

数据不一致

示例

-- 上全局锁
FLUSH TABLES WITH READ LOCK;
-- mysqldump 备份
mysqldump -u root -p1234 itcast>itcast.sql
-- 解全局锁
UNLOCK TABLES;

特点：加全局锁，是一个比较重的操作，会存在一下问题

1. 如果在主库上备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本得停摆
2. 如果在从库上备份，那么在备份期间从库不能执行出库同步过来的二进制文件（binlog），会导致主从延迟

备份避免全局锁（利用快照读）：

可以加上参数--single-transaction参数来完成不加锁的一致性数据备份

mysqldump --single-transaction -u root -p1234 itcast>itcast.sql

3 表级锁

3.1. 介绍

表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发送锁冲突的概率最高，并发最低。应用在MyISAM、InnoDB、BDB 等存储引擎中。

3.2. 分类

对于表级锁，主要分以下三类：

1. 表锁

   • 表共享读锁（read lock）

     阻塞自身客户端和其他客户端的 写

     

   • 表独占写锁（write lock）

     阻塞其他客户端的 读和写

     

   • -- 加锁
     LOCK TABLES 表名... READ/WRITE
     -- 释放锁
     UNLOCK TABLES /客户端断开连接
     

2. 元数据锁（meta data lock，MDL）

   MDL 加锁过程时系统自动控制，无需显式使用，在访问一张表的时候会自动加上。

   MDL锁主要作业是维护表单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

   在MySQL5.5 中引用了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时，加MDL写锁（排他）。

   

   查看元数据锁

   ```mysql SELECT object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration FROM performance_schema.metadata_locks;

3. 意向锁

   为了避免DML在执行时卖家的行锁与表锁冲突，在InnoDB中引入了意向锁，似的表锁不用检查每行数据是否加锁，使用意向锁来减少表的检查。

   分类：

   • 意向共享锁（IS）：由 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。

   • 意向排他锁（IX）：由 inset、update、delete、select ... for uodate添加

     与表锁共享锁（read）和表锁排他锁（write）都互斥。意向锁之间不会互斥。

     查看意向锁及行锁加锁情况

     ```mysql SELECT object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data FROM performance_schema.data_locks;

   无意向锁

   

   有意向锁

   

   示例

   

   

4 行级锁

4.1. 介绍

行级锁，每次操作锁住对应的行数据。锁定颗粒度最小，发送锁冲突最低。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，而不是对记录加锁。

4.2. 分类

1. 行锁（Record Lock）：锁定单个记录的锁，防止其他事务对此进行update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持。

   

   • 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。

     

     

   • 行锁-演示

     默认情况下，InnoDB在REPERATABLE 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. 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的行锁是针对索引加的锁，不是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。

        -- 查询 意向锁 及 行锁 的加锁情况
        select OBJECT_SCHEMA,OBJECT_NAME,INDEX_NAME,LOCK_TYPE,LOCK_MODE,LOCK_DATA from performance_schema.data_locks;
        

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）：行锁和间隙锁的组合，同时锁住数据，并锁住数据前的间隙Gap。在RR隔离级别下支持。

   

4. 间隙锁/临键锁-演示

   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（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. 参考黑马程序员 ↩