14. MySQL锁介绍

1. 锁介绍

  • 按照锁的粒度来说,MySQL主要包含三种类型(级别)的锁定机制:
    • 全局锁:锁的是整个database。由MySQL的SQL layer层实现的
    • 表级锁:锁的是某个table。由MySQL的SQL layer层实现的
    • 行级锁:锁的是某行数据,也可能锁定行之间的间隙。由某些存储引擎实现,比如InnoDB。
  • 按照锁的功能来说分为:共享读锁和排他写锁
  • 按照锁的实现方式分为:悲观锁和乐观锁(使用某一版本列或者唯一列进行逻辑控制)
  • 表级锁和行级锁的区别:
    • 表级锁:开销小,加锁快;不会出现死锁;锁定粒度大,发生锁冲突的概率最高,并发度最低;
    • 行级锁:开销大,加锁慢;会出现死锁;锁定粒度最小,发生锁冲突的概率最低,并发度也最高;

2. MySQL表级锁

由MySQL SQL layer层实现

  • MySQL的表级锁有两种:表锁和原数据锁
  • MySQL实现的表级锁定的争用状态变量:
show status like 'table%';

# 产生表级锁定的次数
table_locks_immediate

# 出现表级锁定争用而发生等待的次数
table_locks_waited

1. 表锁

1. 表锁介绍
  • 表锁有两种表现形式
    • 表共享读锁(Table Read Lock)
    • 表独占写锁(Table Write Lock)
  • 手动增加表锁
lock table 表名称 read(write), 表名称2 read(write), 其他;
  • 查看表锁情况
show open tables;
  • 删除表锁
unlock tables;
2. 环境准备
--新建表 
CREATE TABLE mylock (
id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
NAME varchar(20) DEFAULT NULL, 
PRIMARY KEY (id) 
); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (1, 'a'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (2, 'b'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (3, 'c'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (4, 'd');
3. 表读锁
1、session1: lock table mylock read; -- 给mylock表加读锁 
2、session1: select * from mylock; -- 可以查询 
3、session1:select * from tdep; --不能访问非锁定表 
4、session2:select * from mylock; -- 可以查询 没有锁 
5、session2:update mylock set name='x' where id=2; -- 修改阻塞,自动加行写锁 
6、session1:unlock tables; -- 释放表锁 
7、session2:Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 -- 修改执行完成 
8、session1:select * from tdep; --可以访问

​ 当前session给某一个表加上表读锁时,当前 session 和其他的 session 都可以对该表进行读,当前session 不能访问其他没有锁定的表,其他 session 不可以对该表进行修改。

4. 表写锁
1、session1: lock table mylock write; -- 给mylock表加写锁 
2、session1: select * from mylock; -- 可以查询 
3、session1:select * from tdep; --不能访问非锁定表 
4、session1:update mylock set name='y' where id=2; --可以执行 
5、session2:select * from mylock; -- 查询阻塞 
6、session1:unlock tables; -- 释放表锁 
7、session2:4 rows in set (22.57 sec) -- 查询执行完成 
8、session1:select * from tdep; --可以访问

​ 当前 session 给某一个表加表读锁时,当前 session 可以对该表进行修改,但不能访问非锁定表, 其他 session 不能对该表进行查询。

2. 元数据锁

1. 元数据锁介绍

MDL不需要显式使用,在访问一个表的时候会被自动加上。MDL的作用是,保证读写的正确性

在 MySQL 5.5 版本中引入了 MDL,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。
2. MDL演示
1、session1: begin;--开启事务 
2、session1: select * from mylock;--加MDL读锁 
3、session2: select * from mylock; -- 查询不阻塞
4、session2: alter table mylock add e int; -- 修改阻塞 
5、session1:commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
6、session2:Query OK, 0 rows affected (8.83 sec)
						Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0 --修改完成 

​ session1先启动,这时候会对表mylock 加一个MDL读锁,session2 执行查询时,不会阻塞,对表结构做修改时,会阻塞。

3. MySQL行级锁

1. 介绍

MySQL的行级锁,是由存储引擎来实现的,利用存储引擎锁住索引项来实现的。因此InnoDB这种行锁实现特点意味着:只有通过索引条件检索的数据,InnoDB才使用行级锁,否则,InnoDB将使用表锁!

innodb所使用的行级锁定争用状态查看:

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(重要);

- Innodb_row_lock_time_avg:每次等待所花平均时间(重要);

- 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(重要);

InnoDB的行级锁,按照锁定范围来说,分为三种:

  • 记录锁(Record Locks):锁定索引中一条记录。

  • 间隙锁(Gap Locks):要么锁住索引记录中间的值,要么锁住第一个索引记录前面的值或者最后一个索引记录后面的值。

  • Next-Key Locks:是索引记录上的记录锁和在索引记录之前的间隙锁的组合。

InnoDB的行级锁,按照功能来说,分为两种: RR

  • 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):允许获得排他锁的事务更新数据,阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁(不是读)和排他写锁。

对于UPDATE、DELETE和INSERT语句,InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁(X);

对于普通SELECT语句,InnoDB不会加任何锁,事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。

手动添加共享锁(S):

SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

手动添加排他锁(X):

SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

InnoDB也实现了表级锁,也就是意向锁,意向锁是mysql内部使用的,不需要用户干预。

  • 意向共享锁(IS):事务打算给数据行加行共享锁,事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

  • 意向排他锁(IX):事务打算给数据行加行排他锁,事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

意向锁和行锁可以共存,意向锁的主要作用是为了全表更新数据时的性能提升。否则在全表更新数据时, 需要先检索该表是否某些记录上面有行锁。

共享锁(S) 排他锁(X) 意向共享锁(IS) 意向排他锁(IX)
共享锁(S) 兼容 冲突 兼容 冲突
排他锁(X) 冲突 冲突 冲突 冲突
意向共享锁(IS) 兼容 冲突 兼容 兼容
意向排他锁(IX) 冲突 冲突 兼容 兼容

2. 行读锁

查看行锁状态 show STATUS like 'innodb_row_lock%'; 
1、session1: begin;--开启事务未提交 
2、select * from mylock where ID=1 lock in share mode; --手动加id=1的行读锁,使用索引 
3、session2:update mylock set name='y' where id=2; -- 未锁定该行可以修改 
4、session2:update mylock set name='y' where id=1; -- 锁定该行修改阻塞 
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction -- 锁定超时 
5、session1: commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
6、session2:update mylock set name='y' where id=1; --修改成功 
Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

3. 行读锁升级为表锁

1、session1: begin;--开启事务未提交 
2、session1:
select * from mylock where name='c' lock in share mode; --手动加name='c'的行读锁,未使用索引 
3、session2:update mylock set name='y' where id=2; -- 修改阻塞 未用索引行锁升级为表锁 
4、session1: commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
5、session2:update mylock set name='y' where id=2; --修改成功 
Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

4. 行写锁

1、session1: begin;--开启事务未提交
2、session1: select * from mylock where id=1 for update;--手动加id=1的行写锁,
3、session2: select * from mylock where id=2 ; -- 可以访问 
4、session2: select * from mylock where id=1 ; -- 可以读 不加锁 
5、session2: select * from mylock where id=1 lock in share mode ; -- 加读锁被阻塞 
6、session1:commit; -- 提交事务 或者 rollback 释放写锁 
7、session2:执行成功

5. 间隙锁

# 创建表
create table news (id int, number int, primary key(id));

# 插入数据
insert into news values(1,2);
insert into news values(3,4);
insert into news values(6,5);
insert into news values(8,5);
insert into news values(10,5);
insert into news values(13,11);

# 添加唯一索引
alter table news add index idx_num(number);
session1:
start transaction ; 
select * from news where number=4 for update ;

session 2:
start transaction;
insert into news value(2,4);#(阻塞) 
insert into news value(2,2);#(阻塞) 
insert into news value(4,4);#(阻塞) 
insert into news value(4,5);#(阻塞) 
insert into news value(7,5);#(执行成功) 
insert into news value(9,5);#(执行成功) 
insert into news value(11,5);#(执行成功) 
​````
注:id和number都在间隙内则阻塞。
session 1:
start transaction ; 
select * from news where number=13 for update ; 
(select * from mylock where id>1 and id < 4 for update) 

session 2:
start transaction ; 
insert into news value(11,5);#(执行成功) 
insert into news value(12,11);#(执行成功) 
insert into news value(14,11);#(阻塞) 
insert into news value(15,12);#(阻塞)

检索条件number=13,向左取得最靠近的值11作为左区间,向右由于没有记录因此取得无穷大作为右区间,因此,session 1的间隙锁的范围(11,无穷大)

6. 死锁

两个session互相等待对方的资源释放之后,才能释放自己的资源,造成了死锁。

1、session1: begin;--开启事务未提交
--手动加行写锁 id=1 ,使用索引 
update mylock set name='m' where id=1; 

2、session2:begin;--开启事务未提交
--手动加行写锁 id=2 ,使用索引 
update mylock set name='m' where id=2;

3、session1: update mylock set name='nn' where id=2; -- 加写锁被阻塞 

4、session2:update mylock set name='nn' where id=1; -- 加写锁会死锁,不允许操作 
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

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