数据库之锁（0706）

1、概述

• 介绍

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。从这个角度来说，锁对于数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

• 分类

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

2、全局锁

• 介绍

全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁之后整个实例就处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语句，已经更新操作的失误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。

• 演示
  
  
  
• 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。

不在mysql下执行

mysqldump --single-transaction -uroot -p123123 数据库名(db_msyy) > 存放路径+文件名(D:\DownLoad\APP\DataGrip\Data\db\msyy01.sql)
mysqldump --single-transaction -uroot -p123123 db_msyy > D:\DownLoad\APP\DataGrip\Data\db\msyy01.sql

3、表级锁

• 介绍

表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率高，并发度最低。应用在MyIASM、InnoDB、BDB等引擎中。

• 分类

1. 表锁
2. 元数据锁（meta data lock ,MDL)
3. 意向锁

3.1、表锁

• 分类
  • 表共享读锁（read lock)
  • 表独占写锁（write lock)
• 语法
  1. 加锁：lock tables 表名 1，表名2,… read/write.
  2. 释放锁：unlock tables / 客户端断开连接。
     
     
     
     读锁不会阻塞其他客户端的读，但会阻塞写，写锁既会阻塞其他客户端读，也会阻塞其他客户端的写

3.2、元数据所锁（meta data lock ,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。

在MySQL5.5中引I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)。

对应SQL	锁类型	说明
lock tables xxx read / write	shared_read_only / shared_no_read_write
select 、 select …lock in share mode	shared_read	与shared_read、shared_write兼容，与exclusive互斥
insert 、update、delet select…for update	shared_write	与shared_read、shared_write兼容，与exclusive互斥
alter table …	exclusive	与其他的MDL都互斥

查看元数据锁：

select object _type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks

3.3 、意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB引入意向锁，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。

• 意向共享锁（IS）：由语句select … lock in share mode 中添加
• 意向共享锁（IS）：与表锁共享（read)兼容，与表锁排他锁（write）互斥
  
• 意向排他锁（IX）：由insert 、update 、delete、select … for update添加。
• 意向排他锁（IX）：与表锁共享锁（read）和排他锁（write）都互斥
• 意向锁之间不会互斥。

可以通过一下SQL，查看意向锁和行锁的加锁情况

select object_schema,object_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

4、行级锁

• 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记录加的锁。对于行级锁，主要分为三类：

1. 行锁（Record Lock):锁定单个行记录的锁，防止其他事务对此进行update和delete,在RC（read，commit）、RR（repeatable，read）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，防止其他事物在这个间隙进行 insert ,产生幻读。在RR隔离级别下都支持。
3. 临键锁（Next-Kye 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。
   

4.1 行锁

InnoDB实现了一下两种类型的行锁：

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他锁。
2. 排他锁（X):允许获取排他锁的失误更新数据，阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。

当前锁类型（下）/请求锁类型(右)	S（共享锁）	X（排他锁）
S (共享锁)	兼容	冲突
X(排他锁)	冲突	冲突

SQL	行锁类型	说明
INSERT…	排他锁	自动加锁
UPDATE …	排他锁	自动加锁
DELETE …	排他锁	自动加锁
SELECT（正常）	不加任何锁
SELECT… LOCK IN SHARE MODE	共享锁	需要手动在SELECT之后加LOCKIN SHAREMODE
SELECT…FOR UPDATE	排他锁	需要手动在SELECT之后加FORUPDATE

• 行锁-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。

1. 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。
2. InnoDB的行锁是针对索引加的锁，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;

升级为表锁

• 间隙锁/临键锁-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。

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(普通索引l)，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。
   
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。

注意：间隙锁唯一目的是防止其他事物插入间隙、间隙锁可以共存，一个事务采用的间隙锁不会阻止拎一个事务采用间隙锁。

间隙锁，锁的是连个端点的开区间，并不包含两个端点！
！！

5、总结

本篇学习笔记较长，但是福利依旧不减！！！
本期就来点不一样的吧