MySQL-锁

前置文章：
一、MySQL-Explain了解查询语句执行计划
二、MySQL-索引
三、MySQL-索引（简版）
四、MySQL-SQL优化
五、MySQL-视图/存储过程/存储函数/触发器

零、本文纲要

• 一、MySQL锁分类
• 二、全局锁
• 三、表级锁
• 四、行级锁

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一、MySQL锁分类

按锁的颗粒度分：

• ① 全局锁：锁定指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。

二、全局锁

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语句，以及更新操作的事务提交语句都将被阻塞。

1、使用场景

全库逻辑备份。

2、语法

Ⅰ 加全局锁

flush tables with read lock ;

Ⅱ 数据备份

mysqldump -uroot –p1234 test > test.sql

Ⅲ 释放锁

unlock tables ;

演示示例：

全局锁演示示例.png 导出数据.png

3、特点

• 存在的问题
  Ⅰ 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；
  Ⅱ 如果在从库上备份，那么在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。
• --single-transaction
  --single-transaction参数可以实现不加锁的备份，通过开启事务的形式来备份。由于是事务形式，注意建表引擎需要是InnoDB的。

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

三、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。

1、表级锁分类

Ⅰ 表锁；
Ⅱ 元数据锁（meta data lock，MDL）；
Ⅲ 意向锁。

2、表锁

• ① 表锁分类
  Ⅰ 表共享读锁（read lock）；
  Ⅱ 表独占写锁（write lock）。
• ② 语法

-- 加锁
lock tables 表名... read/write;

-- 释放锁
unlock tables / 客户端断开连接;

Ⅰ 表共享读锁（read lock）操作示例：

-- ①客户端1
lock tables tb_test read;
-- ②客户端2
select * from test;
-- ③客户端2
update tb_test set name='Tom' where id=13;
-- ④客户端1
unlock tables; -- 客户端2的update语句被提交

表共享读锁1.png 表共享读锁2.png

Ⅱ 表独占写锁（write lock）操作示例：

-- ① 客户端1
lock tables tb_test write;
-- ② 客户端2
select * from tb_test; -- 被阻塞
update tb_test set name='张飞' where id=13; -- 被阻塞
-- ③ 客户端1
select * from tb_test;
update tb_test set name='张飞' where id=13;
unlock tables;

表独占写锁.png

3、元数据锁

meta data lock , 元数据锁，简写MDL。

• ① MDL分类

在MySQL5.5中引入了MDL：
Ⅰ 当对一张表进行增删改查的时候，加MDL读锁(共享)；
Ⅱ 当进行表结构变更操作的时候，加MDL写锁(排他)。

MDL加锁过程是系统自动控制，无需显式使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表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。

• ② 常见SQL操作，及添加的元数据锁

SQL及元数据锁.png

• ③ 元数据锁示例

Ⅰ DML与DQL兼容情形(SHARED_READ与SHARED_WRITE兼容)，如下：

元数据锁读写兼容情形.png

Ⅱ DML和DQL与DDL不兼容兼容情形(SHARED_READ和SHARED_WRITE与EXCLUSIVE不兼容)，如下：

与DDL冲突的情形.png

查看数据库中的元数据锁的情况：

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

共享读锁.png

4、意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB中引入了意向锁，使得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。

意向锁的作用.png

• ① 意向锁分类

Ⅰ 意向共享锁(IS)：由语句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；
Ⅱ 意向排他锁(IX)：由insert、update、delete、select...for update添加 。与表锁共享锁(read)及排他锁(write)都互斥，意向锁之间不会互斥。

注意：一旦事务提交了，意向共享锁、意向排他锁，都会自动释放。

• ② 意向锁示例

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;

Ⅰ 意向共享锁与表读锁是兼容的，如下：

意向共享锁.png

Ⅱ 意向排他锁与表读锁、写锁都是互斥的，如下：

意向排他锁.png

四、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。

1、行级锁分类

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

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隔离级别下都支持；

③ 临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁组合，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。

2、行锁

• ① 行锁分类

Ⅰ 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它锁；
Ⅱ 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。

• ② 常见SQL及其行锁

常见SQL及其行锁.png

• ③ 行锁示例

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。

Ⅰ 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。
Ⅱ InnoDB的行锁是针对于索引加的锁，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。

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;

数据准备：

-- 创建表
CREATE TABLE `stu` (
`id` int NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL,
`age` int NOT NULL
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4;

-- 插入数据
INSERT INTO `stu` VALUES (1, 'tom', 1);
INSERT INTO `stu` VALUES (3, 'cat', 3);
INSERT INTO `stu` VALUES (8, 'rose', 8);
INSERT INTO `stu` VALUES (11, 'jetty', 11);
INSERT INTO `stu` VALUES (19, 'lily', 19);
INSERT INTO `stu` VALUES (25, 'luci', 25);

A 普通的select语句，执行时，不会加锁，如下：

普通的select语句不加锁.png

B. select...lock in share mode，加共享锁，共享锁与共享锁之间兼容，如下：

共享锁与共享锁之间兼容.png

共享锁与排他锁之间互斥，如下：

共享锁与排他锁之间互斥.png

C. 排它锁与排他锁之间互斥，此处省略。

D. 无索引行锁升级为表锁，如下：

无索引行锁升级为表锁.png

3、间隙锁&临键锁

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。

Ⅰ 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；
Ⅱ 索引上的等值查询(非唯一普通索引)，向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-keylock 退化为间隙锁；
Ⅲ 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 间隙锁&临键锁示例

A. 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，如下：

给不存在的记录加锁时优化为间隙锁.png

注意：此时的间隙锁锁的范围是id 3-8之间的间隙，而且不包含id3和8。另外，间隙锁可以共存，所以3-8之间还可以给不存在的记录加锁。

B. 索引上的等值查询(非唯一普通索引)，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，如下：

退化为间隙锁.png

此时，临建锁锁住3及之前的数据，间隙锁锁住8之前的间隙。

C. 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，如下：

image.png

此时，锁住的范围是19到正无穷。

五、结尾

以上即为锁部分的内容，感谢阅读。