MySQL 里面的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类
全局锁
顾名思义,全局锁就是对整个数据库实例加锁。MySQL 提供了一个加全局读锁的方法,
命令是 Flush tables with read lock (FTWRL)。当你需要让整个库处于只读状态的时候,
可以使用这个命令,之后其他线程的以下语句会被阻塞:数据更新语句(数据的增删
改)、数据定义语句(包括建表、修改表结构等)和更新类事务的提交语句。
全局锁的典型使用场景是,做全库逻辑备份。也就是把整库每个表都 select 出来存成文
本。
表级锁
MySQL 里面表级别的锁有两种:一种是表锁,一种是元数据锁(meta data lock,
MDL)。
表锁的语法是 lock tables … read/write。与 FTWRL 类似,可以用 unlock tables 主动
释放锁,也可以在客户端断开的时候自动释放。需要注意,lock tables 语法除了会限制别
的线程的读写外,也限定了本线程接下来的操作对象。
举个例子, 如果在某个线程 A 中执行 lock tables t1 read, t2 write; 这个语句,则其他线程
写 t1、读写 t2 的语句都会被阻塞。同时,线程 A 在执行 unlock tables 之前,也只能执
行读 t1、读写 t2 的操作。连写 t1 都不允许,自然也不能访问其他表。
另一类表级的锁是 MDL(metadata lock)。
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。你可以想象一下,如果一个查询正
在遍历一个表中的数据,而执行期间另一个线程对这个表结构做变更,删了一列,那么查
询线程拿到的结果跟表结构对不上,肯定是不行的。
因此,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。
虽然 MDL 锁是系统默认会加的,但却是你不能忽略的一个机制。比如下面这个例子,我
经常看到有人掉到这个坑里:给一个小表加个字段,导致整个库挂了。
你肯定知道,给一个表加字段,或者修改字段,或者加索引,需要扫描全表的数据。在对
大表操作的时候,你肯定会特别小心,以免对线上服务造成影响。而实际上,即使是小
表,操作不慎也会出问题。我们来看一下下面的操作序列,假设表 t 是一个小表。
我们可以看到 session A 先启动,这时候会对表 t 加一个 MDL 读锁。由于 session B 需
要的也是 MDL 读锁,因此可以正常执行。
之后 session C 会被 blocked,是因为 session A 的 MDL 读锁还没有释放,而 session
C 需要 MDL 写锁,因此只能被阻塞。
如果只有 session C 自己被阻塞还没什么关系,但是之后所有要在表 t 上新申请 MDL 读
锁的请求也会被 session C 阻塞。前面我们说了,所有对表的增删改查操作都需要先申请
MDL 读锁,就都被锁住,等于这个表现在完全不可读写了。
如果某个表上的查询语句频繁,而且客户端有重试机制,也就是说超时后会再起一个新
session 再请求的话,这个库的线程很快就会爆满。
你现在应该知道了,事务中的 MDL 锁,在语句执行开始时申请,但是语句结束后并不会
马上释放,而会等到整个事务提交后再释放。
基于上面的分析,我们来讨论一个问题,如何安全地给小表加字段?
首先我们要解决长事务,事务不提交,就会一直占着 MDL 锁。在 MySQL 的
information_schema 库的 innodb_trx 表中,你可以查到当前执行中的事务。如果你要
做 DDL 变更的表刚好有长事务在执行,要考虑先暂停 DDL,或者 kill 掉这个长事务。
但考虑一下这个场景。如果你要变更的表是一个热点表,虽然数据量不大,但是上面的请
求很频繁,而你不得不加个字段,你该怎么做呢?
这时候 kill 可能未必管用,因为新的请求马上就来了。比较理想的机制是,在 alter table
语句里面设定等待时间,如果在这个指定的等待时间里面能够拿到 MDL 写锁最好,拿不
到也不要阻塞后面的业务语句,先放弃。之后开发人员或者 DBA 再通过重试命令重复这
个过程。
小结
今天,我跟你介绍了 MySQL 的全局锁和表级锁。
全局锁主要用在逻辑备份过程中。对于全部是 InnoDB 引擎的库,我建议你选择使用–
single-transaction 参数,对应用会更友好。
表锁一般是在数据库引擎不支持行锁的时候才会被用到的。如果你发现你的应用程序里有
lock tables 这样的语句,你需要追查一下,比较可能的情况是:
要么是你的系统现在还在用 MyISAM 这类不支持事务的引擎,那要安排升级换引擎;
要么是你的引擎升级了,但是代码还没升级。我见过这样的情况,最后业务开发就是把
lock tables 和 unlock tables 改成 begin 和 commit,问题就解决了。
MDL 会直到事务提交才释放,在做表结构变更的时候,你一定要小心不要导致锁住线上查
询和更新。
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