你必須要了解MySQL的鎖知識(shí)

一、前言

MySQL 的鎖按照范圍可以分為全局鎖、表鎖、行鎖，其中行鎖是由數(shù)據(jù)庫(kù)引擎實(shí)現(xiàn)的，并不是所有的引擎都提供行鎖，MyISAM 就不支持行鎖，所以文章介紹行鎖會(huì)以InnoDB引擎為例來介紹行鎖。

二、全局鎖

MySQL 提供全局鎖來對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例加鎖。

語法：

FLUSH TABLES WITH READ LOCK 

這條語句一般都是用來備份的，當(dāng)執(zhí)行這條語句后，數(shù)據(jù)庫(kù)所有打開的表都會(huì)被關(guān)閉，并且使用全局讀鎖鎖定數(shù)據(jù)庫(kù)的所有表，同時(shí)，其他線程的更新語句（增刪改），數(shù)據(jù)定義語句（建表，修改表結(jié)構(gòu)）和更新類的事務(wù)提交都會(huì)被阻塞。

在mysql 8.0 以后，對(duì)于備份，mysql可以直接使用備份鎖。

語句：

LOCK INSTANCE FOR BACKUP 
 
UNLOCK INSTANCE 

這個(gè)鎖的作用范圍更廣，這個(gè)鎖會(huì)阻止文件的創(chuàng)建，重命名，刪除，包括 REPAIR TABLE TRUNCATE TABLE, OPTIMIZE TABLE操作以及賬戶的管理都會(huì)被阻塞。當(dāng)然這些操作對(duì)于內(nèi)存臨時(shí)表來說是可以執(zhí)行的，為什么內(nèi)存表不受這些限制呢？因?yàn)閮?nèi)存表不需要備份，所以也就沒必要滿足這些條件。

三、表鎖

Mysql的表級(jí)別鎖分為兩類，一類是元數(shù)據(jù)鎖（Metadata Lock，MDL），一種是表鎖。

元數(shù)據(jù)鎖(MDL) 不需要顯式使用，在訪問一個(gè)表的時(shí)候會(huì)被自動(dòng)加上。這個(gè)特性需要MySQL5.5版本以上才會(huì)支持，當(dāng)對(duì)一個(gè)表做增刪改查的時(shí)候，該表會(huì)被加MDL讀鎖；當(dāng)對(duì)表做結(jié)構(gòu)變更的時(shí)候，加MDL寫鎖。MDL鎖有一些規(guī)則：

• 讀鎖之間不互斥，所以可以多線程多同一張表進(jìn)行增刪改查。
• 讀寫鎖、寫鎖之間是互斥的，為了保證表結(jié)構(gòu)變更的安全性，所以如果要多線程對(duì)同一個(gè)表加字段等表結(jié)構(gòu)操作，就會(huì)變成串行化，需要進(jìn)行鎖等待。
• MDL的寫鎖優(yōu)先級(jí)比MDL讀鎖的優(yōu)先級(jí)，但是可以設(shè)置max_write_lock_count系統(tǒng)變量來改變這種情況，當(dāng)寫鎖請(qǐng)求超過這個(gè)變量設(shè)置的數(shù)后，MDL讀鎖的優(yōu)先級(jí)會(huì)比MDL寫鎖的優(yōu)先級(jí)高。（默認(rèn)情況下，這個(gè)數(shù)字會(huì)很大，所以不用擔(dān)心寫鎖的優(yōu)先級(jí)下降）
• MDL的鎖釋放必須要等到事務(wù)結(jié)束才會(huì)釋放

所以我們?cè)诓僮鲾?shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)時(shí)候必須要注意不要使用長(zhǎng)事務(wù)，這里具體是什么意思呢？我舉個(gè)例子說明下：

上圖表示演示了4個(gè)session執(zhí)行語句，首先SessionA開啟了事務(wù)沒有提交，接著sessionB執(zhí)行查詢，因?yàn)槭谦@取MDL讀鎖，所以互相不影響，可以正常執(zhí)行，SessionC新增一個(gè)字段，由于MDL寫和讀是互斥的，所以SessionC會(huì)被阻塞，之后SessionD開始執(zhí)行一個(gè)查詢語句，由于SessionC的阻塞，所以SessionD也阻塞了。所以，我們模擬的SessionA的事務(wù)是長(zhǎng)事務(wù)，然后后面執(zhí)行了修改表結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)對(duì)該表所有的讀寫操作都不可行了。所以在實(shí)際場(chǎng)景中，如果業(yè)務(wù)請(qǐng)求比較頻繁的時(shí)候，對(duì)表結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改的時(shí)候就有可能導(dǎo)致該庫(kù)的線程被阻塞滿。

表鎖 的語法如下：

LOCK TABLES  
    tbl_name [[AS] alias] lock_type  
    [, tbl_name [[AS] alias] lock_type] ...  
lock_type: {  
    READ [LOCAL]  
  | [LOW_PRIORITY] WRITE  
}  
UNLOCK TABLES 

表鎖分為讀鎖和寫鎖，讀鎖不互斥，但是獲取讀鎖不能寫入數(shù)據(jù),其他沒有獲取到讀鎖的session也是可以讀取表的，所以讀鎖的目的就是限制表被寫。如果表被讀鎖鎖住后，再執(zhí)行插入語句會(huì)報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)如下：

1099 - Table 'XXXX' was locked with a READ lock and can't be updated 

寫鎖被獲取后可以對(duì)表進(jìn)行讀寫，寫鎖是互斥的，一旦某個(gè)session獲取到表的寫鎖，另外的session無法訪問這個(gè)表，直到寫鎖被釋放。

表的解鎖可以使用unlock tables解鎖，也可以客戶端口自動(dòng)解鎖。lock tables鎖表會(huì)獨(dú)占式的鎖住表，除了限制其他線程對(duì)該表的讀寫，也會(huì)限制本線程接下來的操作對(duì)象。

四、行鎖(InnoDB)

MySQL的行鎖是在引擎層面實(shí)現(xiàn)的，所以這里討論的也是InnoDB引擎下的行鎖，下面會(huì)詳細(xì)介紹InnoDB下常見的幾種行鎖

4.1 共享鎖

共享鎖能允許事務(wù)獲取到鎖后進(jìn)行讀操作，共享鎖是不互斥的，一個(gè)事務(wù)獲取到共享鎖后，另外一個(gè)事務(wù)也可以獲取共享鎖，獲取共享鎖后不能進(jìn)行寫操作。

4.2 排它鎖

排他鎖允許事務(wù)獲取到鎖后進(jìn)行更新一行或者刪除某一行操作，排他鎖顧名思義是互斥的，一個(gè)事務(wù)獲取到排他鎖后，其他事務(wù)不能獲取到排他鎖，直到這個(gè)鎖被釋放。

4.3 意向鎖

InnoDB支持多種粒度的鎖，允許行鎖和表鎖共存，這里說的意向鎖其實(shí)是一種表級(jí)別的鎖，但是我把它放在行鎖里面是因?yàn)樗粫?huì)單獨(dú)存在，它的出現(xiàn)肯定會(huì)伴隨著行鎖（共享鎖或者排他鎖），它主要的目的就是表示將要鎖定表中的行或者正在鎖定表中的行。

意向鎖根據(jù)和行鎖的組合可以分為：

• 意向排他鎖：表明將要在表中的某些行獲取排他鎖
• 意向共享鎖：表明將要在表中的某些行獲取共享鎖

意向鎖的獲取必須在行鎖獲取之前，也就是說獲取共享鎖之前必須先要獲取共享意向鎖，對(duì)于排他鎖也是一樣的道理。

那么這個(gè)意向鎖到底有什么作用呢？

解釋這個(gè)之前，我們先看看意向鎖和行鎖之前的兼容關(guān)系：

---	排他鎖（X）	意向排他鎖（IX)	共享鎖(S)	意向共享鎖(IS)
排他鎖(X）	沖突	沖突	沖突	沖突
意向排他鎖（IX)	沖突	兼容	沖突	兼容
共享鎖(S)	沖突	沖突	兼容	兼容
意向共享鎖(IS)	沖突	兼容	兼容	兼容

我們假設(shè)有2個(gè)事務(wù)A和事務(wù)B，事務(wù)獲取到了共享鎖，鎖住了表中的某一行，這一行只能讀，不能寫，現(xiàn)在事務(wù)B要申請(qǐng)整個(gè)表的寫鎖。如果事務(wù)B申請(qǐng)成功，那么肯定是可以對(duì)表中所有的行進(jìn)行寫操作的，那么肯定與A獲取的行鎖沖突。數(shù)據(jù)庫(kù)為了避免這種沖突，就會(huì)進(jìn)行沖突檢測(cè)，那么如何去檢測(cè)呢？有兩種方式：

• 判斷表是否已經(jīng)被其他事務(wù)用表級(jí)鎖鎖住。
• 判斷表中的每一行是否被行鎖鎖住。

判斷表中的每一行需要遍歷所有記錄，效率太差，所以數(shù)據(jù)庫(kù)就用第一種方式去做沖突檢測(cè)，也就是用到了意向鎖。

總結(jié)

本文主要從MySQL的加鎖范圍來分析了MySQL的鎖，MySQL根據(jù)加鎖范圍可以分為全局鎖、表鎖、行鎖。全局鎖和表鎖是MySQL自己實(shí)現(xiàn)，行鎖都是由引擎層面去實(shí)現(xiàn)。InnoDB下的行鎖主要分為共享鎖和排他鎖。共享鎖請(qǐng)求后，行只能讀，共享鎖之間不互斥。排他鎖獲取后能更新和刪除行，排他鎖與其他鎖都互斥。最后我在行鎖的基礎(chǔ)上提到了意向鎖，意向鎖主要表示正在鎖住行或者即將鎖住行，為了在鎖沖突檢測(cè)中提高效率。當(dāng)然InnoDB下還有其他鎖，比如間隙鎖，記錄鎖，Next-Key鎖等，這些都不在本文的探討范圍之內(nèi)，如有興趣的同學(xué)可以自行研究。

當(dāng)前題目：你必須要了解MySQL的鎖知識(shí)
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