【示例】MySQL-MySQL中常见的锁

前言

本文主要讲述MySQL中常见的锁。

总结 | 各类别锁的名字

锁级别	锁名字	解释
全局锁	`read lock`	全局锁只有可读锁

表级锁 - 表锁	`read lock` 表共享读锁 `write lock` 表独占写锁
表级锁 - 元数据锁（meta data lock，MDL）	`SHARED_READ_ONLY` `SHARED_NO_READ_WRITE` `SHARED_READ` `SHARED_WRITE` `EXCLUSIVE`
表级锁 - 意向锁	`IS` 意向共享锁 `IX` 意向排他锁

行级锁 - 行锁（Record Lock）	`S` 共享锁 `X` 排他锁
行级锁 - 间隙锁（Gap Lock）	`Gap Lock`
行级锁 - 临键锁（Next-Key Lock）	`Next-Key Lock`

全局锁

概念 | 什么是全局锁？

什么是全局锁？

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个数据库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。

全局锁应用场景？

全数据库的数据备份。在这个场景下，需要对数据库整体加锁，然后进行数据备份。

如果不加锁进行数据备份，会使数据一致性得不到保证。

应用 | 全局锁存在的问题及解决？

全局锁语法

# 加全局锁
flush tables with read lock;

# 进行相关操作

# 释放全局锁-1：SQL语句
unlock tables;

# 释放全局锁-2：关闭当前会话窗口

全局锁应用存在的问题

加了全局锁，整个数据库处于只读状态：业务正常的进展就会停滞。

如何解决该问题？

如果数据库的存储引擎支持可重复读的隔离级别，就能解决。

在备份数据库之前先开启事务，会先创建 Read View，然后整个事务执行期间都在用这个Read View，而且由于 MVCC 的支持，备份期间业务依然可以对数据进行更新操作。
因为在可重复读的隔离级别下，即使其他事务更新了表的数据，也不会影响备份数据库时的 Read View，这就是事务四大特性中的隔离性，这样备份期间备份的数据一直是在开启事务时的数据。

针对数据库全库备份这个情况，如果使用的备份数据库工具是 mysqldump，按如下用法即可：

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

加上 –single-transaction 参数的时候，就会在备份数据库之前先开启事务。这种方法只适用于支持「可重复读隔离级别的事务」的存储引擎。

InnoDB 存储引擎默认的事务隔离级别正是可重复读，因此可以采用这种方式来备份数据库。但是对于 MyISAM 这种不支持事务的引擎，在备份数据库时就要使用全局锁的方法。

表级锁

概念 | 什么是表级锁

表级锁就是每次操作锁住整张表。锁定粒度较大，容易发生锁冲突，并发性能较低。在MyISAM、InnoDB、BDB引擎中都有应用。

对于表级锁，主要有三类：表锁、元数据锁、意向锁

应用 | 表锁

表锁主要有两类：

表共享读锁：read lock
表独占写锁：write lock

应用语法：

# 加锁
lock tables 表名 read;	# 表共享读锁
lock tables 表名 write;	# 表独占写锁

# 释放锁-1：SQL语句
unlock tables;

# 释放锁-2：关闭当前会话窗口

表锁的特点：

锁	特点
表共享读锁：`read lock`	事务A上锁。不影响事务B的读操作，但影响B的写操作
表独占写锁：`write lock`	事务A上锁。既影响事务B的读操作，也影响B的写操作

应用 | 元数据锁

元数据锁，meta data lock，简称：MDL。元数据锁是表级锁，是对一张表加的锁。元数据锁加锁的过程是系统自动控制，无需显示调用。

元数据锁的作用主要是维护一张表元数据的一致性，在表上有事务的时候，不能对元数据进行写入操作。

理解一下上面这段话涉及到的概念：

元数据：指一张表的表结构
不能对元数据进行写入操作：就是说不能更改表的表机构，即DDL操作失效。

在一些常见的SQL语句中，系统自动加入的是不同的元数据锁，主要有如下几类：

SQL	元数据锁的类型	说明
`lock tables xxx read` 加表锁-表共享读锁	SHARED_READ_ONLY	可以叫：MDL读锁（共享），特点可以参照表共享读锁
`lock tables xxx write` 加表锁-表独占写锁	SHARED_NO_READ_WRITE	可以叫：MDL写锁（排他），特点可以参照表独占写锁
`SELECT ...` 常规查询语句，不加锁 `SELECT ... lock in share mode` 加行锁-共享锁	SHARED_READ	与这两个元数据锁兼容：SHARED_READ、SHARED_WRITE 与这一个元数据锁互斥：EXCLUSIVE
`INSERT ...` 常规插入语句，加行锁-排他锁 `UPDATE ...` 常规更新语句，加行锁-排他锁 `DELETE ...` 常规删除语句，加行锁-排他锁 `SELECT ... FOR UPDATE` 加行锁-排他锁	SHARED_WRITE	与这两个元数据锁兼容：SHARED_READ、SHARED_WRITE 与这一个元数据锁互斥：EXCLUSIVE
`ALTER TABLE ...`	EXCLUSIVE	与其他任意的元数据锁都互斥

兼容：即两个用户访问同一张表，一个是上锁A，一个是上锁B。锁A和锁B兼容，A、B两用户的请求就不会相互阻塞
互斥：解释同上，但是A、B两用户的请求会相互阻塞

应用 | 意向锁

意向锁是为了避免在进行SQL-DML操作的时候，加的行锁与表锁产生冲突。

在InnoDB中加入意向锁，使得表锁不用检查每行数据是否加行锁，从而减少了表锁的检查操作。

若没有意向锁：A对某一行加了行锁，B需要对该表加表锁，就需要判断每一行数据是否有锁，效率较慢。
若是有了意向锁：A对某一行加了行锁，同时对该表加上意向锁，B锁需要对该表加表锁，通过是否有意向锁，就可以知道能否成功加锁，而不用遍历每一行数据

意向锁主要有如下两类：

SQL	意向锁的类型	说明
`SELECT ... lock in share mode` 加行锁-共享锁	意向共享锁（IS）	兼容：表锁-表锁共享锁互斥：表锁-表锁排他锁
`INSERT ...` 常规插入语句，加行锁-排他锁 `UPDATE ...` 常规更新语句，加行锁-排他锁 `DELETE ...` 常规删除语句，加行锁-排他锁 `SELECT ... FOR UPDATE` 加行锁-排他锁	意向排他锁（IX）	互斥：表锁-表锁共享锁、表锁-表锁排他锁

主要特点有：

一旦事务完成提交：意向共享锁、意向排他锁，都会自动释放
意向锁之间不会互斥：即该表可以同时存在：意向共享锁、意向排他锁，这个时候，两个表锁类型的任意一个都不能成功上锁
意向锁同元数据锁一样，不是主动加的，而是SQL操作后，会对应加上相应的意向锁。

总结 | 表锁、元数据锁、意向锁

三种表级锁，关键的是表锁。另外两个表级锁：元数据锁、意向锁，都是随着SQL语句的执行，自动添加的对应锁。

行级锁

概念 | 什么行级锁？

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。

InnoDB引擎是基于索引组织的，行锁也是通过索引上锁的，而不是通过记录上锁，行级锁主要有如下三类：行锁、间隙锁、临键锁。

三种锁的图示：

行锁（Record Lock）：锁住单个行记录的数据，可防止其他事务对该数据进行：UPDATE、DELETE操作

间隙锁（Gap Lock）：锁住索引记录间隙，不对行记录上锁，可防止其他事务对该数据进行：INSERT操作。用来防止幻读

临键锁（Next-Key Lock）：行锁和间隙锁的组合，既锁住数据，又锁住间隙

不同事务隔离级别下，行级锁的使用情况：

隔离级别	是否会产生脏读	是否会产生不可重复读	是否会产生幻读	行级锁支持
READ UNCOMMITTED，读未提交	√	√	√	行锁
READ COMMITTED，读提交	×	√	√	行锁
REPEATABLE READ（MySQL默认隔离级别），可重复读	×	×	√（没有完全解决幻读）	行锁、间隙锁、临键锁
SERIALIZABLE，串行化读	×	×	×	行锁、间隙锁、临键锁