Mysql锁

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。

2. 分类

mysql中的锁，按照锁的粒度分，分为一下三类：

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行数据

3. 全局锁

全局锁是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语句，已经更新的事务操作提交语句都将被阻塞。其典型的应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。

• 加全局锁

flush table with read lock;

• 使用mysqldump工具对数据库进行备份

mysqldump -uroot -p1234 itcast(备份的数据库名） > itcast.sql

• 解锁

unlock tables;

• 通过全局锁实现数据库备份操作

1. 创建三个终端，来模拟三个数据库连接

2. 加全局锁

flush table with read lock;

3. 执行数据库备份（在window命令行下）

mysqldump  -h127.0.0.1 -uroot -p123456 mysql_learn > /Users/jackchai/Desktop/Self-study-notes/test/db011.sql 

4. 释放锁

unlock tables;

数据库中加入全局锁，是一个比较重的操作，存在以下问题：

1. 如果在主库上备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本上就得停摆
2. 如果在主库上备份，那么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存储引擎中，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备份

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

4. 表级锁

表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，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，主要分为三类：

1. 表锁
2. 元数据锁（meta data lock，MDL）
3. 意向锁

• 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)

语法:

3. 加锁：lock tables 表名… read/write
4. 释放锁：unlock tables / 客户端断开连接

• 测试

一个客户端加读锁，所有客户端可读数据库（但不能更新数据库）

一个客户端加表锁，该客户端可读可写，其它客户端不能进行任何操作

读锁不会阻塞其他客户端的读，但是会阻塞写。写锁既会阻塞其它客户的读，又会阻塞其他客户端的写

• 元数据锁（MDL）

MDL加锁过程是系统自动控制的，无需显示使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护元数据（表结构）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。

在Mysql 5.5 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时，加MDL写锁（排他）

对应SQL	锁类型	说明
lock tables xxx read/write	shared_read_only/shared_no_read_write
select、select…lock in share mode	shared_read	与shared_read、shared_write兼容，与Exclusive互斥
insert、update、delete、select…for update	shared_write	与shared_read、shared_write兼容，与Exclusive互斥
alter table…	exclusive	与其他的MDL互斥

• 案例

一个数据库连接加上shared_read锁或shared_write和其他连接是共享的

一个连接加上shared_read/shared_write时另一个连接不能加上exclusive锁

查看元数据锁

select object_type, object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks

• 意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁冲突，在innoDB引入了意向锁，使用表锁不用检查每行数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查。（加入行锁的时候会给表加个意向锁，加表锁的时候会判断意向锁和表锁是否兼容来决定是否加表锁）

意向共享锁（IS）：由语句select…lock in share mode添加
意向排他锁（IX）：由insert、update、delete、select… for update添加。

通过以下sql，查看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;

• 案例

加IS锁

加IX锁

5. 行级锁

行级锁，每次操作锁住对应的数据行。锁定粒度最小，发生冲突的概率最低，并发度最高。应用在innoDB存储引擎中。InnoDB的数据时基于索引组织的，行锁时通过对索引上的索引项来实现的，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，并锁住数据前面的间隙GAP。在RR隔离级别下支持。

• 行锁

innoDB存储引擎实现了一下两种类型的行锁：

1. 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。
2. 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。

SQL	行锁类型	说明
insert	排他锁	自动加锁
update	排他锁	自动加锁
delete	排他锁	自动加锁
select	不加任何锁
select lock in share mode	共享锁	需要手动在select之后加lock in share mode
select for update	排他锁	需要手动在select之后加for update

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. 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的行锁时针对索引加的锁，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

通过一下SQL，查看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;

• 间隙锁/临键锁

默认情况下，innoDB在Repeatable raed事务隔离级别，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：间隙锁唯一的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回阻止另一个事务在同一个间隙上采用间隙锁