你真的了解MySQL中的鎖嗎
大家在學習mysql的時候,估計也聽說過數據庫中的鎖
鎖,大家應該是很熟悉的了吧,就是多個線程同時對共享資源的訪問的競爭
那么大家對于mysql中的鎖又有多少了解呢
先說一下mysql中的幾種語言,SQL語言共分為四大類
數據查詢語言DQL,數據操縱語言DML,數據定義語言DDL,數據控制語言DCL。
1. 數據查詢語言DQL:數據查詢語言DQL基本結構是由SELECT子句,FROM子句,WHERE
2 .數據操縱語言DML:數據操縱語言DML主要有三種形式,插入,更新,刪除。
3. 數據定義語言DDL:數據定義語言DDL用來創建數據庫中的各種對象如:表 視圖 索引 同義詞 簇。DDL操作是隱性提交的,不能rollback
4. 數據控制語言DCL:數據控制語言DCL用來授予或回收訪問數據庫的某種特權,并控制數據庫操縱事務發生的時間及效果,對數據庫實行監視等。
鎖
鎖是并發訪問同一個共享資源時的同步機制,Synchronized、ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock都用過的吧,都是一樣的道理
MySQL的鎖是在服務器層或者存儲引擎層實現的,保證數據訪問的一致性和有序性
- 按模式分類為:樂觀鎖與悲觀鎖。
- 按粒度分可以分為全局鎖、表級鎖、頁級鎖、行級鎖。
- 按屬性可以分為:共享鎖、排它鎖。
- 按狀態分為:意向共享鎖、意向排它鎖。
- 按算法分為:間隙鎖、臨鍵鎖、記錄鎖。
樂觀鎖
一種思想,樂觀鎖建設數據一般情況下不會產生沖突,在數據的操作過程中不會對數據做任何鎖定,只有當數據進行提交跟新的時候,才會正式對數據的沖突與否進行檢測
如果發生沖突了,則返回錯誤,調用者決定如何操作,是回滾還是重試
比較適用于讀多寫少的情況,如果寫場景比較多,寫沖突的可能性比較高,可能需要不斷重試,這樣會大大降低系統性能
這種可以通過增加一個數據版本字段Version來實現,讀取數據的時候把這個字段一起讀出來,數據每更新一次,對Version字段加一,當我們提交更新數據的時候,判斷數據庫表中的對應記錄的版本信息和第一次取出來的Version是否一致,一致則可以更新,不一致則過期
悲觀鎖
這個也是一種思想,悲觀的看法,認為每次去取數據的時候都會有別人去修改,所以在整個數據處理過程中,數據處于鎖定狀態
適用于并發量不大,寫入操作比較頻繁,數據一致性比較高的場景,MySQL中,共享鎖和排他鎖都是屬于悲觀鎖的不同實現
全局鎖
對整個數據庫實例進行加鎖,一般用于全庫的邏輯備份
MySQL 提供了一個加全局讀鎖的方法,命令是Flush tables with read lock (FTWRL)。使用這個命令之后,整個庫處于只讀狀態,其它線程的更新語句都會被阻塞
主庫備份,需要考慮影響業務系統,從庫備份,在備份期間不能執行主庫同步過來的binlog,主從同步會有延遲
解決辦法,mysqldump使用參數--single-transaction,啟動一個事務,確保拿到一致性視圖。而由于MVCC的支持,這個過程中數據是可以正常更新的。
表級鎖
對操作的數據表加鎖,MyISAM和InnoDB引擎都支持表級鎖定,這里分為兩種,一種是表鎖,一種是元數據鎖,即meat data lock,MDL鎖
- lock tables 表名 read #該表可以讀,不能ddl 和 dml 中增刪改,只能讀取表數據
- lock tables 表名 write # 既不能讀,也不能寫
表鎖的語法是 lock tables … read/write。與 FTWRL 類似,可以用 unlock tables 主動釋放鎖,也可以在客戶端斷開的時候自動釋放。需要注意,lock tables 語法除了會限制別的線程的讀寫外,也限定了本線程接下來的操作對象。
MDL鎖
防止DDL和DML并發的沖突,你想啊,一個查詢正在遍歷表中數據,而執行期間另一個線程對這個表結構進行了變更,刪除了一列,查詢線程拿到的結果跟表結構對不上,就亂套了
MDL鎖不是顯示的,MDL鎖是在5.5版本引入的
對一個表做增刪改查操作的時候,加MDL讀鎖,讀鎖之間不沖突,所以多個線程可以同時對一個表進行增刪改查
當要對表結構變更操作的時候,加MDL寫鎖,讀鎖和寫鎖、寫鎖和寫鎖都是沖突的,用來保證變更結構操作的安全性
兩個線程同時對一個表中加字段,其中一個要等另一個執行完才可以開始。一個線程A先在查詢數據,另一個線程B想要加一列數據,需要等A線程執行完才可以執行線程B,就解決了上面的問題
MDL鎖是系統默認加的,我們理解了上面的機制之后,一定要注意MDL寫鎖之后的讀鎖和寫鎖都會阻塞,所以在給一些表加字段的時候一定要注意,盡量避開業務系統比較繁忙的時候
即使小表,操作不慎,如果一個表的查詢語句頻繁,而且客戶端有重試機制,也就是超時之后還會再起一個新session,庫的線程很容易就慢了,這時系統就崩了
千萬不要在長事務中對表結構進行修改,事務不提交會一直占用MDL寫鎖,那后面的語句就需要一直等待
頁級鎖
頁級鎖是 MySQL 中鎖定粒度介于行級鎖和表級鎖中間的一種鎖。表級鎖速度快,但沖突多,行級沖突少,但速度慢。因此,采取了折衷的頁級鎖,一次鎖定相鄰的一組記錄。BDB 引擎支持頁級鎖。
行級鎖
MySQL中只有InnoDB支持行級鎖,行級鎖分為共享鎖和排他鎖。
行級鎖是粒度最低的鎖,鎖沖突概率最低。但加鎖慢、開銷大,容易發生死鎖現象。
行鎖并不是直接鎖記錄,而是鎖索引
索引分為主鍵索引和非主鍵索引,一條sql語句操作了主鍵索引,MySQL就會鎖定這條主鍵索引;如果一條語句操作了非主鍵索引,MySQL會先鎖定該非主鍵索引,再鎖定相關的主鍵索引
共享鎖
共享鎖,也就是我們常說的讀鎖,一個事務對數據加上讀鎖之后,其它事務只能對該數據加讀鎖,不能做任何修改,不能加寫鎖
這樣可以更好的支持并發中的讀取數據,讀取數據的時候,不允許其他事物對當前數據進行修改操作,從而避免不可重復讀的問題的出現
- select … lock in share mode
排它鎖
排它鎖,也就是寫鎖,當對數據加上寫鎖之后,其它事務不能對該數據讀寫,這個時候讀鎖和寫鎖都不可以加了,也就是全部阻塞了
寫鎖就是為了解決在數據修改的時候,不允許其它事務對當前數據進行修改和讀取操作,從而可以避免臟讀問題的產生
共享鎖可以避免不可重復讀的問題,排它鎖可以避免臟讀問題的產生
意向共享鎖和意向排它鎖
意向鎖的出現就是為了協調表鎖和行鎖,支持多粒度的并存
事務A有行鎖的時候,MySQL會自動給該表加上意向鎖,事務B如果想申請整個表的寫鎖,就不用遍歷去每一行判斷是否存在行鎖,只需要判斷是否存在意向鎖,即可決定是否可以加表的寫鎖
意向鎖的互斥性
當然,表格中的共享鎖和排他鎖都是表鎖,即表鎖和意向鎖的關系
意向鎖是不會和行級的共享排他鎖互斥的
給大家再解釋一下,就是有行級共享鎖,那就加上意向共享鎖,當需要加表級的共享鎖的時候,兼容,即行讀表讀共存;相反,表級的排他鎖加不上,也就是行讀表寫不共存
相應的行級的排他鎖,也就是寫鎖加上之后,表級的讀鎖和寫鎖都是不能加上的了,也就是行寫表既不可讀也不可寫
總結
- 行讀表讀共存
- 行讀表寫不共存
- 行寫既不可讀也不可寫
記錄鎖
記錄鎖是封鎖記錄,記錄鎖也叫行鎖
間隙鎖
間隙鎖基于非唯一索引,它鎖定一段范圍內的索引記錄。使用間隙鎖鎖住的是一個區間,而不僅僅是這個區間中的每一條數據
臨鍵鎖
臨鍵鎖,是記錄鎖與間隙鎖的組合,它的封鎖范圍,既包含索引記錄,又包含索引區間,是一個左開右閉區間。臨鍵鎖的主要目的,也是為了避免幻讀(Phantom Read)。如果把事務的隔離級別降級為RC,臨鍵鎖則也會失效。
每個數據行上的非唯一索引列上都會存在一把臨鍵鎖,當某個事務持有該數據行的臨鍵鎖時,會鎖住一段左開右閉區間的數據。
需要強調的一點是,InnoDB 中行級鎖是基于索引實現的,臨鍵鎖只與非唯一索引列有關,在唯一索引列(包括主鍵列)上不存在臨鍵鎖。