1. 概述

鎖是計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程或線程并發(fā)訪問某一資源的機(jī)制。在數(shù)據(jù)庫中，除傳統(tǒng)的計(jì)算資源（CPU、RAM、I/O）的爭(zhēng)用以外，數(shù)據(jù)也是一種供許多用戶共享的資源。如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)訪問的一致性、有效性是所有數(shù)據(jù)庫必須解決的一個(gè)問題，鎖沖突也是影響數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問性能的一個(gè)重要因素。從這個(gè)角度來說，鎖對(duì)數(shù)據(jù)庫而言顯得尤其重要，也更加復(fù)雜。

2. 分類

mysql中的鎖，按照鎖的粒度分，分為一下三類：

1. 全局鎖：鎖定數(shù)據(jù)庫中的所有表
2. 表級(jí)鎖：每次操作鎖住整張表
3. 行級(jí)鎖：每次操作鎖住對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)

3. 全局鎖

全局鎖是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例加鎖，加鎖后整個(gè)實(shí)例處于只讀狀態(tài)，后續(xù)的DML的寫語句，DDL語句，已經(jīng)更新的事務(wù)操作提交語句都將被阻塞。其典型的應(yīng)用場(chǎng)景是做全庫的邏輯備份，對(duì)所有的表進(jìn)行鎖定，從而獲取一致性視圖，保證數(shù)據(jù)的完整性。

• 加全局鎖

flush table with read lock;

• 使用mysqldump工具對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份

mysqldump -uroot -p1234 itcast(備份的數(shù)據(jù)庫名） > itcast.sql

• 解鎖

unlock tables;

• 通過全局鎖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫備份操作

1. 創(chuàng)建三個(gè)終端，來模擬三個(gè)數(shù)據(jù)庫連接

2. 加全局鎖

flush table with read lock;

3. 執(zhí)行數(shù)據(jù)庫備份（在window命令行下）

mysqldump  -h127.0.0.1 -uroot -p123456 mysql_learn > /Users/jackchai/Desktop/Self-study-notes/test/db011.sql 

4. 釋放鎖

unlock tables;

數(shù)據(jù)庫中加入全局鎖，是一個(gè)比較重的操作，存在以下問題：

1. 如果在主庫上備份，那么在備份期間都不能執(zhí)行更新，業(yè)務(wù)基本上就得停擺
2. 如果在主庫上備份，那么備份期間從庫不能執(zhí)行主庫同步過來的二進(jìn)制日志(binlog)，會(huì)導(dǎo)致主從延遲

在innodb存儲(chǔ)引擎中，我們可以在備份時(shí)加上參數(shù)--single-transaction參數(shù)來完成不加鎖的一致性備份

mysqldump --single-transaction -uroot -p123456 itcast > itcast.sql

4. 表級(jí)鎖

表級(jí)鎖，每次操作鎖住整張表。鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低。應(yīng)用在MyIsam、innoDB、BDB等存儲(chǔ)引擎中。對(duì)于表級(jí)鎖，主要分為三類：

1. 表鎖
2. 元數(shù)據(jù)鎖（meta data lock，MDL）
3. 意向鎖

• 表鎖

對(duì)于表鎖，分為兩類：

1. 表共享讀鎖（read lock)
2. 表獨(dú)占寫鎖 （write lock)

語法:

3. 加鎖：lock tables 表名… read/write
4. 釋放鎖：unlock tables / 客戶端斷開連接

• 測(cè)試

一個(gè)客戶端加讀鎖，所有客戶端可讀數(shù)據(jù)庫（但不能更新數(shù)據(jù)庫）

一個(gè)客戶端加表鎖，該客戶端可讀可寫，其它客戶端不能進(jìn)行任何操作

讀鎖不會(huì)阻塞其他客戶端的讀，但是會(huì)阻塞寫。寫鎖既會(huì)阻塞其它客戶的讀，又會(huì)阻塞其他客戶端的寫

• 元數(shù)據(jù)鎖（MDL）

MDL加鎖過程是系統(tǒng)自動(dòng)控制的，無需顯示使用，在訪問一張表的時(shí)候會(huì)自動(dòng)加上。MDL鎖主要作用是維護(hù)元數(shù)據(jù)（表結(jié)構(gòu)）的數(shù)據(jù)一致性，在表上有活動(dòng)事務(wù)的時(shí)候，不可以對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入操作。

在Mysql 5.5 中引入了MDL，當(dāng)對(duì)一張表進(jìn)行增刪改查的時(shí)候，加MDL讀鎖（共享），當(dāng)對(duì)表結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更操作時(shí)，加MDL寫鎖（排他）

對(duì)應(yīng)SQL	鎖類型	說明
lock tables xxx read/write	shared_read_only/shared_no_read_write
select、select…lock in share mode	shared_read	與shared_read、shared_write兼容，與Exclusive互斥
insert、update、delete、select…for update	shared_write	與shared_read、shared_write兼容，與Exclusive互斥
alter table…	exclusive	與其他的MDL互斥

• 案例

一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接加上shared_read鎖或shared_write和其他連接是共享的

一個(gè)連接加上shared_read/shared_write時(shí)另一個(gè)連接不能加上exclusive鎖

查看元數(shù)據(jù)鎖

select object_type, object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks

• 意向鎖

為了避免DML在執(zhí)行時(shí)，加的行鎖與表鎖沖突，在innoDB引入了意向鎖，使用表鎖不用檢查每行數(shù)據(jù)是否加鎖，使用意向鎖來減少表鎖的檢查。（加入行鎖的時(shí)候會(huì)給表加個(gè)意向鎖，加表鎖的時(shí)候會(huì)判斷意向鎖和表鎖是否兼容來決定是否加表鎖）

意向共享鎖（IS）：由語句select…lock in share mode添加
意向排他鎖（IX）：由insert、update、delete、select… for update添加。

通過以下sql，查看意向鎖及行鎖的加鎖情況

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

• 案例

加IS鎖

加IX鎖

5. 行級(jí)鎖

行級(jí)鎖，每次操作鎖住對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)行。鎖定粒度最小，發(fā)生沖突的概率最低，并發(fā)度最高。應(yīng)用在innoDB存儲(chǔ)引擎中。InnoDB的數(shù)據(jù)時(shí)基于索引組織的，行鎖時(shí)通過對(duì)索引上的索引項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)的，而不是對(duì)記錄加的鎖。對(duì)于行級(jí)鎖，主要分為以下三類：

1. 行鎖（Record Lock）：鎖定單個(gè)記錄的鎖，防止其他事務(wù)對(duì)此進(jìn)行update和delete。在RC、RR隔離級(jí)別下支持。
2. 間隙鎖（Gap Lock）：鎖定索引記錄間隙（不含該記錄），確保索引記錄間隙不變，防止其他事務(wù)在這個(gè)間隙進(jìn)行insert，產(chǎn)生幻讀。在RR隔離級(jí)別下支持。
3. 臨鍵鎖（Next-key Lock）：行鎖和間隙鎖的組合，同時(shí)鎖住數(shù)據(jù)，并鎖住數(shù)據(jù)前面的間隙GAP。在RR隔離級(jí)別下支持。

• 行鎖

innoDB存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)了一下兩種類型的行鎖：

1. 共享鎖（S）：允許一個(gè)事務(wù)去讀一行，阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的排他鎖。
2. 排他鎖（X）：允許獲取排他鎖的事務(wù)更新數(shù)據(jù)，阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的共享鎖和排他鎖。

SQL	行鎖類型	說明
insert	排他鎖	自動(dòng)加鎖
update	排他鎖	自動(dòng)加鎖
delete	排他鎖	自動(dòng)加鎖
select	不加任何鎖
select lock in share mode	共享鎖	需要手動(dòng)在select之后加lock in share mode
select for update	排他鎖	需要手動(dòng)在select之后加for update

默認(rèn)情況下，innoDB在Repeatable read 事務(wù)隔離級(jí)別運(yùn)行，innoDB使用next-key鎖進(jìn)行搜索和索引掃描，以防止幻讀

1. 針對(duì)唯一索引進(jìn)行檢索時(shí)，對(duì)已存在的記錄進(jìn)行等值匹配時(shí)，將會(huì)自動(dòng)優(yōu)化為行鎖
2. innoDB的行鎖時(shí)針對(duì)索引加的鎖，不通過索引條件檢索數(shù)據(jù)，那么innoDB將對(duì)表中的所有記錄加鎖，此時(shí)就會(huì)升級(jí)為表鎖

通過一下SQL，查看意向鎖及行鎖的加鎖情況

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

• 間隙鎖/臨鍵鎖

默認(rèn)情況下，innoDB在Repeatable raed事務(wù)隔離級(jí)別，InnoDB使用next-key鎖進(jìn)行搜索和索引掃描，以防止幻讀

1. 索引上的等值查詢（唯一索引），給不存在的記錄加鎖時(shí)，優(yōu)化為間隙鎖
2. 索引上的等值查詢（普通索引），向右遍歷時(shí)最后一個(gè)值不滿足查詢需求時(shí)，next-key lock退化為間隙鎖
3. 索引上的范圍查詢（唯一索引，會(huì)訪問到不滿足條件的第一個(gè)值為止

注意：間隙鎖唯一的目的是防止其他事務(wù)插入間隙，間隙鎖可以共存，一個(gè)事務(wù)采用的間隙鎖不回阻止另一個(gè)事務(wù)在同一個(gè)間隙上采用間隙鎖