- 数据库锁设计的初衷是处理并发问题。作为多用户共享的资源,当出现并发访问的时候,数据库需要合理地控制资源的访问规则。而锁就是用来实现这些访问规则的重要数据结构。
- 根据加锁的范围,MySQL 里面的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类。锁的设计比较复杂。
全局锁
- 全局锁就是对整个数据库实例加锁。全局锁的典型使用场景是,做全库逻辑备份
- 但是让整库都只读,听上去就很危险:
如果你在主库上备份,那么在备份期间都不能执行更新,业务基本上就得停摆;
如果你在从库上备份,那么备份期间从库不能执行主库同步过来的 binlog,会导致主从延迟。
结合《事务隔离:为什么你改了我还看不见?》 来理解。
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。但是,即使没有被全局锁住,加字段也不是就能一帆风顺的,因为你还会碰到接下来我们要介绍的表级锁。
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)。
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。
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。
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。
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。
一、全局锁:
对整个数据库实例加锁。
MySQL提供加全局读锁的方法:Flush tables with read lock(FTWRL)
这个命令可以使整个库处于只读状态。使用该命令之后,数据更新语句、数据定义语句和更新类事务的提交语句等操作都会被阻塞。
使用场景:全库逻辑备份。
风险:
1.如果在主库备份,在备份期间不能更新,业务停摆
2.如果在从库备份,备份期间不能执行主库同步的binlog,导致主从延迟
官方自带的逻辑备份工具mysqldump,当mysqldump使用参数–single-transaction的时候,会启动一个事务,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。
一致性读是好,但是前提是引擎要支持这个隔离级别。
如果要全库只读,为什么不使用set global readonly=true的方式?
1.在有些系统中,readonly的值会被用来做其他逻辑,比如判断主备库。所以修改global变量的方式影响太大。
2.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。
二、表级锁
MySQL里面表级锁有两种,一种是表锁,一种是元数据所(meta data lock,MDL)
表锁的语法是:lock tables … read/write
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。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。
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。
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:保证读写的正确性。
在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。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。
MDL 会直到事务提交才会释放,在做表结构变更的时候,一定要小心不要导致锁住线上查询和更新。