全局锁

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。

如果我们使用的是InnoDB存储引擎,我们只需要把隔离级别设置为可重复读,导数据之前启动一个事务,来确保拿到一致性视图。而由于MVCC的支持,这个过程中数据是可以正常更新的。

你一定在疑惑,有了这个功能,为什么还需要FTWRL呢?一致性读是好,但前提是引擎要支持这个隔离级别。比如,对于MyISAM这种不支持事务的引擎,如果备份过程中有更新,总是只能取到最新的数据,那么就破坏了备份的一致性。这时,我们就需要使用FTWRL命令了。

所以,开启事务的方法只适用于所有的表使用事务引擎的库。如果有的表使用了不支持事务的引擎,那么备份就只能通过FTWRL方法。这往往是DBA要求业务开发人员使用InnoDB替代MyISAM的原因之一。

你也许会问,既然要全库只读,为什么不使用set global readonly=true的方式呢?确实readonly方式也可以让全库进入只读状态,但我还是会建议你用FTWRL方式,主要有两个原因:

  • 一是,在有些系统中,readonly的值会被用来做其他逻辑,比如用来判断一个库是主库还是备库。因此,修改global变量的方式影响面更大,我不建议你使用。
  • 二是,在异常处理机制上有差异。如果执行FTWRL命令之后由于客户端发生异常断开,那么MySQL会自动释放这个全局锁,整个库回到可以正常更新的状态。而将整个库设置为readonly之后,如果客户端发生异常,则数据库就会一直保持readonly状态,这样会导致整个库长时间处于不可写状态,风险较高。

业务的更新不只是增删改数据(DML),还有可能是加字段等修改表结构的操作(DDL)。不论是哪种方法,一个库被全局锁上以后,你要对里面任何一个表做加字段操作,都是会被锁住的。

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。

在还没有出现更细粒度的锁的时候,表锁是最常用的处理并发的方式。而对于InnoDB这种支持行锁的引擎,一般不使用lock tables命令来控制并发,毕竟锁住整个表的影响面还是太大。

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。

行级锁

顾名思义,行锁就是针对数据表中行记录的锁。这很好理解,比如事务A更新了一行,而这时候事务B也要更新同一行,则必须等事务A的操作完成后才能进行更新。

两阶段锁

我先给你举个例子。在下面的操作序列中,事务B的update语句执行时会是什么现象呢?假设字段id是表t的主键。

查看mysql全局锁 mysql 全局读锁_分布式

这个问题的结论取决于事务A在执行完两条update语句后,持有哪些锁,以及在什么时候释放。你可以验证一下:实际上事务B的update语句会被阻塞,直到事务A执行commit之后,事务B才能继续执行。

知道了这个答案,你一定知道了事务A持有的两个记录的行锁,都是在commit的时候才释放的。

也就是说,在InnoDB事务中,行锁是在需要的时候才加上的,但并不是不需要了就立刻释放,而是要等到事务结束时才释放。这个就是两阶段锁协议。

如果你的事务中需要锁多个行,要把最可能造成锁冲突、最可能影响并发度的锁尽量往后放。

共享锁和独占锁和意向锁

共享锁,英文名:Shared Locks,简称S锁。在事务要读取一条记录时,需要先获取该记录的S锁

独占锁,也常称排他锁,英文名:Exclusive Locks,简称X锁。在事务要改动一条记录时,需要先获取该记录的X锁

假如事务T1首先获取了一条记录的S锁之后,事务T2接着也要访问这条记录:

  • 如果事务T2想要再获取一个记录的S锁,那么事务T2也会获得该锁,也就意味着事务T1T2在该记录上同时持有S锁
  • 如果事务T2想要再获取一个记录的X锁,那么此操作会被阻塞,直到事务T1提交之后将S锁释放掉。

如果事务T1首先获取了一条记录的X锁之后,那么不管事务T2接着想获取该记录的S锁还是X锁都会被阻塞,直到事务T1提交。

所以我们说S锁S锁是兼容的,S锁X锁是不兼容的,X锁X锁也是不兼容的。

意向锁(英文名:Intention Locks):

  • 意向共享锁,英文名:Intention Shared Lock,简称IS锁。当事务准备在某条记录上加S锁时,需要先在表级别加一个IS锁
  • 意向独占锁,英文名:Intention Exclusive Lock,简称IX锁。当事务准备在某条记录上加X锁时,需要先在表级别加一个IX锁

IS锁IX锁的使命只是为了后续在加表级别的S锁X锁时判断表中是否有已经被加锁的记录,以避免用遍历的方式来查看表中有没有上锁的记录。