MySQL进阶篇（五）锁

一、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。

MySQL中的锁，按照锁的粒度分，分为以下三类：
（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。

二、全局锁

1. 介绍

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，已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。

其典型的使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。

2. 语法

（1）加全局锁

flush tables with read lock ;

（2）数据备份

mysqldump -uroot –p1234 itcast > itcast.sql

（3）释放锁

unlock tables ;

3. 特点

数据库中加全局锁，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。

在 InnoDB 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数据备份。

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

三、表级锁

1. 介绍

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，主要分为以下三类：
（1）表锁
（2）元数据锁（meta data lock，MDL）
（3）意向锁

2. 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：
（1）加锁：lock tables 表名… read/write。
（2）释放锁：unlock tables / 客户端断开连接。

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

3. 元数据锁

meta data lock ，元数据锁，简写 MDL。

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。

这里的元数据，大家可以简单理解为就是一张表的表结构。也就是说，某一张表涉及到未提交的事务时，是不能够修改这张表的表结构的。

在 MySQL5.5 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的时候，加 MDL 写锁(排他)。

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 ;

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。

（1）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。
（2）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。

一旦事务提交了，意向共享锁、意向排他锁，都会自动释放。

可以通过以下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;

四、行级锁

1. 介绍

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。

InnoDB 的数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，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

InnoDB 实现了以下两种类型的行锁：
（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它锁。
（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。

演示
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。
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。
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。

可以通过以下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;

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。
（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（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。
（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。