锁【Innodb隔离的实现】

2020-04-13 11:33:48 蜻蜓队长

  1. 全局锁
  2. 表级锁
  3. 行级锁

MySQL里面的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类。

全局锁、表级锁是Server层的,行级锁是存储引擎级别的,只有Innodb支持行及锁。

全局锁:

就是对整个数据库实例加锁,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。

命令: Flush tables with read lock

会关闭所有打开的表,同时对于所有数据库中的表都加一个读锁,直到显示地执行unlock tables,该操作常常用于数据备份的时候。也就是将所有的脏页都要刷新到磁盘,然后对所有的表加上了读锁,于是这时候直接拷贝数据文件也就是安全的。

但是如果你发出命令FTWRL时,还有其他的操作,而且是很耗时的操作呢?先说写操作,这个FTWRL肯定是得等的,等写操作完成才能执行FTWRL,这个很好理解。那么对于其他的读操作呢?
比如说在FLWRL发出之前有一个query:
select count(*) from tb
那么FTWRL也得等待(show processlist可以看到 waiting for table flush)。


表锁:

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。

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。
MyISAM 的锁调度

MyISAM存储引擎的读锁和写锁是互斥的,读写操作是串行的。那么,一个进程请求某个MyISAM表的读锁,同时另一个进程也请求同一表的写锁,MySQL如何处理呢?答案是写进程先获得锁。不仅如此,即使读请求先到锁等待队列,写请求后到,写锁也会插到读锁请求之前!这是因为MySQL认为写请求一般比读请求要重要。这也正是MyISAM表不太适合于有大量更新操作和查询操作应用的原因,因为,大量的更新操作会造成查询操作很难获得读锁,从而可能永远阻塞。这种情况有时可能会变得非常糟糕!幸好我们可以通过一些设置来调节MyISAM的调度行为.

通过指定启动参数low-priority-updates,使MyISAM引擎默认给予读请求以优先的权利。 通过执行命令SET LOW_PRIORITY_UPDATES=1,使该连接发出的更新请求优先级降低.

通过指定INSERTUPDATEDELETE语句的LOW_PRIORITY属性,降低该语句的优先级。

MySQL也提供了一种折中的办法来调节读写冲突,即给系统参数max_write_lock_count设置一个合适的值,当一个表的读锁达到这个值后,MySQL就暂时将写请求的优先级降低,给读进程一定获得锁的机会.


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。

我们今天就主要来聊聊InnoDB的行锁,以及如何通过减少锁冲突来提升业务并发度。行锁又成为纪录锁。

InnoDB 实现了两种类型的行级锁:

  • 共享锁(也称为 S 锁):允许事务读取一行数据。

    可以使用 SQL 语句select * from tableName where … lock in share mode;手动加 S 锁。

  • 独占锁(也称为 X 锁):允许事务删除或更新一行数据。

    可以使用 SQL 语句select * from tableName where … for update; 手动加 X 锁。

S 锁和 S 锁是兼容的,X 锁和其它锁都不兼容,举个例子,事务 T1 获取了一个行 r1 的 S 锁,另外事务 T2 可以立即获得行 r1 的 S 锁,此时 T1 和 T2 共同获得行 r1 的 S 锁,此种情况称为锁兼容,但是另外一个事务 T2 此时如果想获得行 r1 的 X 锁,则必须等待 T1 对行 r 锁的释放,此种情况也成为锁冲突

为了实现多粒度的锁机制,InnoDB 还有两种内部使用的意向锁,由 InnoDB 自动添加,且都是表级别的锁。

  • 意向共享锁(IS):事务即将给表中的各个行设置共享锁,事务给数据行加 S 锁前必须获得该表的 IS 锁。
  • 意向排他锁(IX):事务即将给表中的各个行设置排他锁,事务给数据行加 X 锁前必须获得该表 IX 锁。

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