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Mysql中的三类锁，你知道吗？

发表于 更新于 分类于 Valine：

导读

  • 正所谓有人(锁)的地方就有江湖(事务)，人在江湖飘，怎能一无所知？

  • 今天来细说一下Mysql中的三类锁，分别是全局锁、表级锁、行级锁。

全局锁

  • 全局锁简单的说就是锁住整个数据库实例，命令是Flush tables with read lock 。当你需要为整个数据库处于只读的状态的时候，可以使用这个命令。
  • 一旦使用全局锁，之后其他线程的以下语句会被阻塞：数据更新语句（数据的增删改）、数据定义语句（包括建表、修改表结构等）和更新类事务的提交语句。
  • 全局锁的使用场景大部分都是用来数据库备份。

为什么备份要加全局锁？

  • 用户买东西，首先会从余额里扣除金额，然后在订单里添加商品。如果备份数据库，不加锁，并且备份顺序为先备份用余额，再备份订单商品，有可能备份了用户余额后，用户下订单买东西提交事务，然后再备份订单商品表， 此时订单商品已存在。最后备份出来的数据为。最后用户余额为买东西前的余额，没有减少，但是订单商品却多了。演示如下图：

  • 这种情况可能用户会觉得赚了，但是如果备份顺序反过来，先备份商品表再备份余额表，用户就会发现我付了钱，但是商品没有加，这中结果就会更加的严重。
  • 因此保证备份数据的一致性很重要，必要的手段就是加锁。

全局锁有什么坏处？

  • 全局锁是个啥？介绍完了读者心里已经有数了，让这个库只读？这是多么可怕的操作，简单列举几个危险之处：
    • 如果在主库备份，备份期间不能执行任何更新操作，会导致整个业务停摆，高并发情况下更甚。
    • 如果你在从库上备份，那么备份期间从库不能执行主库同步过来的binlog，会导致主从延迟。

全局备份比较好的解决方案

  • 全局锁远瞅不错，近瞅吓一跳，陈某在此不推荐使用。
  • 其实 官方自带的逻辑备份工具是mysqldump。当mysqldump使用参数–single-transaction的时候，导数据之前就会启动一个事务，来确保拿到一致性视图。而由于MVCC的支持，这个过程中数据是可以正常更新的。
  • 一致性备份是好，但前提是存储引擎支持事务，这也是MyISAM被InnoDB取代的原因之一。

表级锁

  • MySQL里面表级别的锁有两种：一种是表锁，一种是元数据锁（meta data lock，MDL)。
  • 表锁一般是在数据库引擎不支持行锁的时候才会被用到的 。
  • MDL会直到事务提交才释放，在做表结构变更的时候，你一定要小心不要导致锁住线上查询和更新 。

如何加表锁

  • 显式加表锁和解锁的语句很简单，如下：
1
2
3
lock tables tb_name read/write;

unlock tables;
  • 需要注意，lock tables语法除了会限制别的线程的读写外，也限定了本线程接下来的操作对象。
  • 举个例子, 如果在某个线程A中执行lock tables t1 read, t2 write; 这个语句，则其他线程写t1、读写t2的语句都会被阻塞。同时，线程A在执行unlock tables之前，也只能执行读t1、读写t2的操作。连写t1都不允许，自然也不能访问其他表。

MDL

  • MDL不需要显式使用，在访问一个表的时候会被自动加上。
  • 当对一个表做增删改查操作的时候，加MDL读锁；当要对表做结构变更操作的时候，加MDL写锁。
  • 读锁之间不互斥，因此你可以有多个线程同时对一张表增删改查。
  • 读写锁之间、写锁之间是互斥的，用来保证变更表结构操作的安全性。因此，如果有两个线程要同时给一个表加字段，其中一个要等另一个执行完才能开始执行。

查询表级锁争用

  • 查询表级锁的争用可以通过以下参数分析获得：
    • Table_locks_immediate  ：能够立即获得表级锁的次数
    • Table_locks_waited ： 不能立即获取表级锁而需要等待的次数
  • 查询语句如下：
1
show status like 'table_locks_waited'
  • 如果Table_locks_waited 的值比较大，则说明存在着较严重的表级锁争用情况。

行级锁

  • MySQL的行锁是在引擎层由各个引擎自己实现的。但并不是所有的引擎都支持行锁，比如MyISAM引擎就不支持行锁。不支持行锁意味着并发控制只能使用表锁，对于这种引擎的表，同一张表上任何时刻只能有一个更新在执行，这就会影响到业务并发度。InnoDB是支持行锁的，这也是MyISAM被InnoDB替代的重要原因之一。
  • InnoDB的行锁是针对索引加的锁，不是针对记录加的锁。并且该索引不能失效，否则都会从行锁升级为表锁。
  • 在InnoDB事务中，行锁是在需要的时候才加上的，但并不是不需要了就立刻释放，而是要等到事务结束时才释放。
  • 行级锁分为排它锁（写锁）、共享锁（读锁）、间隙锁。

排他锁

  • 排他锁，也称写锁，独占锁，当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。
  • Mysql中的更新语句(update/delete/insert)会自动加上排它锁。

  • 如上图，事务B中的update语句被阻塞了，直到事务A提交才能执行更新操作。
  • 排他锁也可以手动添加，如下：
1
select * from user where id=1 for update;
  • 注意以下两点：
    • 行锁是针对索引加锁的，上述例子中id是主键索引。
    • 加了排他锁并不是其他的事务不能读取这行的数据，而是不能再在这行上面加锁了。

间隙锁

  • 当我们用范围条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁；对于键值在条件范围内但并不存在的记录，叫做”间隙(GAP)”。InnoDB也会对这个”间隙”加锁，这种锁机制就是所谓的间隙锁(Next-Key锁)。

  • 如上图，给id>5中并不存在的数据加上了间隙锁，当插入id=6的数据时被阻塞了。
  • 这是一个坑：若执行的条件是范围过大，则InnoDB会将整个范围内所有的索引键值全部锁定，很容易对性能造成影响

共享锁

  • 共享锁，也称读锁，多用于判断数据是否存在，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。当如果事务对读锁进行修改操作，很可能会造成死锁。如下图所示。

分析行锁定

  • 通过检查InnoDB_row_lock 状态变量分析系统上的行锁的争夺情况 。
1
show status like 'innodb_row_lock%'

  • innodb_row_lock_current_waits: 当前正在等待锁定的数量。
  • innodb_row_lock_time: 从系统启动到现在锁定总时间长度；非常重要的参数
  • innodb_row_lock_time_avg: 每次等待所花平均时间；非常重要的参数。
  • innodb_row_lock_time_max: 从系统启动到现在等待最常的一次所花的时间；
  • innodb_row_lock_waits: 系统启动后到现在总共等待的次数；非常重要的参数。直接决定优化的方向和策略。

死锁解决方案

1、直接进入等待，直到超时。这个超时时间可以通过参数innodb_lock_wait_timeout来设置，默认50秒。注意超时时间不能设置太短，如果仅仅是短暂的等待，一旦设置时间很短，很快便解锁了，会出现误伤。

2、发起死锁检测，发现死锁后，主动回滚死锁链条中的某一个事务，让其他事务得以继续执行。将参数innodb_deadlock_detect设置为on，表示开启这个逻辑，默认开启。 主动死锁检测在发生死锁的时候，是能够快速发现并进行处理的，但是它也是有额外负担的。 当并发很高的时候，检测死锁将会消耗大量的资源，因此控制并发也是很重要的一种策略。

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