14. MySQL锁介绍

1. 锁介绍

• 按照锁的粒度来说，MySQL主要包含三种类型（级别）的锁定机制：
  • 全局锁：锁的是整个database。由MySQL的SQL layer层实现的
  • 表级锁：锁的是某个table。由MySQL的SQL layer层实现的
  • 行级锁：锁的是某行数据，也可能锁定行之间的间隙。由某些存储引擎实现，比如InnoDB。
• 按照锁的功能来说分为：共享读锁和排他写锁。
• 按照锁的实现方式分为：悲观锁和乐观锁（使用某一版本列或者唯一列进行逻辑控制）
• 表级锁和行级锁的区别：
  • 表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低；
  • 行级锁：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高；

2. MySQL表级锁

由MySQL SQL layer层实现

• MySQL的表级锁有两种：表锁和原数据锁
• MySQL实现的表级锁定的争用状态变量：

show status like 'table%';

# 产生表级锁定的次数
table_locks_immediate

# 出现表级锁定争用而发生等待的次数
table_locks_waited

1. 表锁

1. 表锁介绍

• 表锁有两种表现形式
  • 表共享读锁(Table Read Lock)
  • 表独占写锁(Table Write Lock)
• 手动增加表锁

lock table 表名称 read(write), 表名称2 read(write), 其他;

• 查看表锁情况

show open tables;

• 删除表锁

unlock tables;

2. 环境准备

--新建表 
CREATE TABLE mylock (
id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
NAME varchar(20) DEFAULT NULL, 
PRIMARY KEY (id) 
); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (1, 'a'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (2, 'b'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (3, 'c'); 
INSERT INTO mylock (id,NAME) VALUES (4, 'd');

3. 表读锁

1、session1: lock table mylock read; -- 给mylock表加读锁 
2、session1: select * from mylock; -- 可以查询 
3、session1：select * from tdep; --不能访问非锁定表 
4、session2：select * from mylock; -- 可以查询 没有锁 
5、session2：update mylock set name='x' where id=2; -- 修改阻塞,自动加行写锁 
6、session1：unlock tables; -- 释放表锁 
7、session2：Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 -- 修改执行完成 
8、session1：select * from tdep; --可以访问

​ 当前session给某一个表加上表读锁时，当前 session 和其他的 session 都可以对该表进行读，当前session 不能访问其他没有锁定的表，其他 session 不可以对该表进行修改。

4. 表写锁

1、session1: lock table mylock write; -- 给mylock表加写锁 
2、session1: select * from mylock; -- 可以查询 
3、session1：select * from tdep; --不能访问非锁定表 
4、session1：update mylock set name='y' where id=2; --可以执行 
5、session2：select * from mylock; -- 查询阻塞 
6、session1：unlock tables; -- 释放表锁 
7、session2：4 rows in set (22.57 sec) -- 查询执行完成 
8、session1：select * from tdep; --可以访问

​ 当前 session 给某一个表加表读锁时，当前 session 可以对该表进行修改，但不能访问非锁定表， 其他 session 不能对该表进行查询。

2. 元数据锁

1. 元数据锁介绍

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。

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。

2. MDL演示

1、session1: begin;--开启事务 
2、session1: select * from mylock;--加MDL读锁 
3、session2: select * from mylock; -- 查询不阻塞
4、session2: alter table mylock add e int; -- 修改阻塞 
5、session1：commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
6、session2：Query OK, 0 rows affected (8.83 sec)
						Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0 --修改完成 

​ session1先启动，这时候会对表mylock 加一个MDL读锁，session2 执行查询时，不会阻塞，对表结构做修改时，会阻塞。

3. MySQL行级锁

1. 介绍

MySQL的行级锁，是由存储引擎来实现的，利用存储引擎锁住索引项来实现的。因此InnoDB这种行锁实现特点意味着：只有通过索引条件检索的数据，InnoDB才使用行级锁，否则，InnoDB将使用表锁！

innodb所使用的行级锁定争用状态查看：

show status like 'innodb_row_lock%';

- Innodb_row_lock_current_waits：当前正在等待锁定的数量；

- Innodb_row_lock_time：从系统启动到现在锁定总时间长度(重要)；

- Innodb_row_lock_time_avg：每次等待所花平均时间(重要)；

- Innodb_row_lock_time_max：从系统启动到现在等待最常的一次所花的时间；

- Innodb_row_lock_waits：系统启动后到现在总共等待的次数(重要)；

InnoDB的行级锁，按照锁定范围来说，分为三种：

• 记录锁（Record Locks）:锁定索引中一条记录。

• 间隙锁（Gap Locks）:要么锁住索引记录中间的值，要么锁住第一个索引记录前面的值或者最后一个索引记录后面的值。

• Next-Key Locks:是索引记录上的记录锁和在索引记录之前的间隙锁的组合。

InnoDB的行级锁，按照功能来说，分为两种： RR

• 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。

• 排他锁（X）：允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁（不是读）和排他写锁。

对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；

对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁，事务可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁。

手动添加共享锁（S）：

SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

手动添加排他锁（X）：

SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

InnoDB也实现了表级锁，也就是意向锁，意向锁是mysql内部使用的，不需要用户干预。

• 意向共享锁（IS）：事务打算给数据行加行共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

• 意向排他锁（IX）：事务打算给数据行加行排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

意向锁和行锁可以共存，意向锁的主要作用是为了全表更新数据时的性能提升。否则在全表更新数据时， 需要先检索该表是否某些记录上面有行锁。

	共享锁（S）	排他锁（X）	意向共享锁（IS）	意向排他锁（IX）
共享锁（S）	兼容	冲突	兼容	冲突
排他锁（X）	冲突	冲突	冲突	冲突
意向共享锁（IS）	兼容	冲突	兼容	兼容
意向排他锁（IX）	冲突	冲突	兼容	兼容

2. 行读锁

查看行锁状态 show STATUS like 'innodb_row_lock%'; 
1、session1: begin;--开启事务未提交 
2、select * from mylock where ID=1 lock in share mode; --手动加id=1的行读锁,使用索引 
3、session2：update mylock set name='y' where id=2; -- 未锁定该行可以修改 
4、session2：update mylock set name='y' where id=1; -- 锁定该行修改阻塞 
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction -- 锁定超时 
5、session1: commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
6、session2：update mylock set name='y' where id=1; --修改成功 
Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

3. 行读锁升级为表锁

1、session1: begin;--开启事务未提交 
2、session1:
select * from mylock where name='c' lock in share mode; --手动加name='c'的行读锁,未使用索引 
3、session2：update mylock set name='y' where id=2; -- 修改阻塞 未用索引行锁升级为表锁 
4、session1: commit; --提交事务 或者 rollback 释放读锁 
5、session2：update mylock set name='y' where id=2; --修改成功 
Query OK, 1 row affected (0.00 sec) 
Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0

4. 行写锁

1、session1: begin;--开启事务未提交
2、session1: select * from mylock where id=1 for update;--手动加id=1的行写锁,
3、session2: select * from mylock where id=2 ; -- 可以访问 
4、session2: select * from mylock where id=1 ; -- 可以读 不加锁 
5、session2: select * from mylock where id=1 lock in share mode ; -- 加读锁被阻塞 
6、session1：commit; -- 提交事务 或者 rollback 释放写锁 
7、session2：执行成功

5. 间隙锁

# 创建表
create table news (id int, number int, primary key(id));

# 插入数据
insert into news values(1,2);
insert into news values(3,4);
insert into news values(6,5);
insert into news values(8,5);
insert into news values(10,5);
insert into news values(13,11);

# 添加唯一索引
alter table news add index idx_num(number);

session1:
start transaction ; 
select * from news where number=4 for update ;

session 2:
start transaction;
insert into news value(2,4);#（阻塞） 
insert into news value(2,2);#（阻塞） 
insert into news value(4,4);#（阻塞） 
insert into news value(4,5);#（阻塞） 
insert into news value(7,5);#（执行成功） 
insert into news value(9,5);#（执行成功） 
insert into news value(11,5);#（执行成功） 
​````
注：id和number都在间隙内则阻塞。

session 1:
start transaction ; 
select * from news where number=13 for update ; 
（select * from mylock where id>1 and id < 4 for update） 

session 2:
start transaction ; 
insert into news value(11,5);#(执行成功) 
insert into news value(12,11);#(执行成功) 
insert into news value(14,11);#(阻塞) 
insert into news value(15,12);#(阻塞)

检索条件number=13,向左取得最靠近的值11作为左区间，向右由于没有记录因此取得无穷大作为右区间，因此，session 1的间隙锁的范围（11，无穷大）

6. 死锁

两个session互相等待对方的资源释放之后，才能释放自己的资源，造成了死锁。

1、session1: begin;--开启事务未提交
--手动加行写锁 id=1 ，使用索引 
update mylock set name='m' where id=1; 

2、session2：begin;--开启事务未提交
--手动加行写锁 id=2 ，使用索引 
update mylock set name='m' where id=2;

3、session1: update mylock set name='nn' where id=2; -- 加写锁被阻塞 

4、session2：update mylock set name='nn' where id=1; -- 加写锁会死锁，不允许操作 
ERROR 1213 (40001): Deadlock found when trying to get lock; try restarting transaction

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