图解Mysql原理之全局锁,表级锁,行锁了解吗?

news2025/4/25 18:29:34

前言

大家好,我是程序蛇玩编程。

Mysql中的锁大家都用过吗,那全局锁,表锁,行锁哪个用的频率最多呢?

正文

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。

它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。 但是,加全局锁也有缺点,就是备份过程中整个库完全处于只读状态时,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。

然而,还有另一种方法, 官方自带的逻辑备份工具是 mysqldump。当 mysqldump 使用参数–single-transaction 的时候,导数据之前就会启动一个事务,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。哈哈哈,这种方法完美的解决上述FTWRL命令执行全库备份的缺点。

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,single-transaction 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。

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。

行锁:

MySQL的行锁是在引擎层由各个引擎自己实现的 。但并不是所有的引擎都支持行锁, 比如 MyISAM引擎就不支持行锁 。 不支持行锁意味着并发控制只能使用表锁, 对于这种引擎的表, 同 一张表上任何时刻只能有一个更新在执行, 这就会影响到业务并发度 。 InnoDB是支持行锁的, 这也是MyISAM被InnoDB替代的重要原因之一。

那如何通过减少锁冲突来提升业务并发度?

我们得从两阶段锁说起。

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。我给你举个例子。

比如同学A去影院B买票,会涉及到三个步骤:

从顾客 A 账户余额中扣除电影票价;

给影院 B 的账户余额增加这张电影票价;

记录一条交易日志。

也就是说,要完成这个交易,我们需要 update 两条记录,并 insert 一条记录。当然,为了保证交易的原子性,我们要把这三个操作放在一个事务中。那么,你会怎样安排这三个语句在事务中的顺序呢?

试想如果同时有另外一个顾客 C 要在影院 B 买票,那么这两个事务冲突的部分就是语句 2 了。因为它们要更新同一个影院账户的余额,需要修改同一行数据。

根据两阶段锁协议,不论你怎样安排语句顺序,所有的操作需要的行锁都是在事务提交的时候才释放的。所以,如果你把语句 2 安排在最后,比如按照 3、1、2 这样的顺序,那么影院账户余额这一行的锁时间就最少。这就最大程度地减少了事务之间的锁等待,提升了并发度。

由于使用两阶段锁协议,我们减少了锁的冲突,提升了业务并发度,但这并没有完全解决我的困扰。

假如并发系统中不同线程出现循环资源依赖,涉及的线程都在等待别的线程释放资源时,就会导致这几个线程都进入无限等待的状态,称为死锁,如下图所示:

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这时候,事务 A 在等待事务 B 释放 id=2 的行锁,而事务 B 在等待事务 A 释放 id=1 的行锁。 事务 A 和事务 B 在互相等待对方的资源释放,就是进入了死锁状态。当出现死锁以后,有两种策略:

一种策略是,直接进入等待,直到超时。这个超时时间可以通过参数 innodb_lock_wait_timeout 来设置。

另一种策略是,发起死锁检测,发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一个事务,让其他事务得以继续执行。将参数 innodb_deadlock_detect 设置为 on,表示开启这个逻辑。

由于超时时间不好设置,过短有可能会造成误伤,不是死锁而是锁等待,时间过长的话,对于用户体验不友好,所以我们一般使用死锁检测。

今日小结

今天,我给大家介绍了Mysql中的三种锁,分别为全局锁,表级锁,行锁,讲诉了它们的基本概念,加锁的目的是为了保证数据的一致性和完整性,以及提供事务的隔离性。除此之外,各种锁的并发度也不同,这得根据实际业务场景进行使用。更多八股文合集在这。

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