# **鎖** ## **概述** - **介紹** 鎖是電腦協調多個進程或線程併發訪問某一資源的機制。在資料庫中，除傳統的計算資源（CPU、RAM、I/O）的爭用以外，數據也是一種供許多用戶共用的資源。如何保證數據併發訪問的一致性、有效性是所有資料庫必須解決的一個問題，鎖衝突也是影響資料庫併發訪 ...

鎖

概述

介紹

鎖是電腦協調多個進程或線程併發訪問某一資源的機制。在資料庫中，除傳統的計算資源（CPU、RAM、I/O）的爭用以外，數據也是一種供許多用戶共用的資源。如何保證數據併發訪問的一致性、有效性是所有資料庫必須解決的一個問題，鎖衝突也是影響資料庫併發訪問性能的一個重要因素。從這個角度來說，鎖對資料庫而言顯得尤其重要，也更加複雜。
分類

MySQL中的鎖，按照鎖的粒度分，分為以下三類：
1. 全局鎖：鎖定資料庫中的所有表。
2. 表級鎖：每次操作鎖住整張表。
3. 行級鎖：每次操作鎖住對應的行數據。

全局鎖

介紹

全局鎖就是對整個資料庫實例加鎖，加鎖後整個實例就處於只讀狀態，後續的DML的寫語句，DDL語句，以及更新操作的事務提交語句都將被阻塞。

其典型的使用場景是做全庫的邏輯備份，對所有的表進行鎖定，從而獲取一致性視圖，保證數據的完整性。
演示
語法

加鎖：flush tables with read lock;

備份：mysqldump -u用戶名 -p密碼資料庫名稱 > 備份文件的路徑，註意mysqldump是MySQL提供的一個工具，不是SQL語句，所以不要在MySQL的命令行運行，直接在系統的命令行運行。

釋放鎖：unlock tables;
特點

資料庫中加全局鎖，是一個比較重的操作，存在以下問題：
1. 如果在主庫上備份，那麼在備份期間都不能執行更新，業務基本上就得停擺。
2. 如果在從庫上備份，那麼在備份期間從庫不能執行主庫同步過來的二進位文件（binlog），會導致主從延遲。
在InnoDB引擎中，我們可以在備份時加上參數 --single-transaction 參數來完成不加鎖的一致性數據備份。

mysqldump --single-transaction -uxxx -pxxx 資料庫名 > 備份文件路徑

表級鎖

介紹

表級鎖，每次操作鎖住整張表。鎖定粒度大，發生鎖衝突的概率最高，併發度最低。應用在MyISAM、InnoDB、BDB等存儲引擎中。

對於表級鎖，主要分為以下三類：
1. 表鎖
2. 元數據鎖（meta data lock，MDL）
3. 意向鎖

表鎖

對於表鎖，分為兩類：
- 表共用讀鎖（read lock）
- 表獨占寫鎖（write lock）
語法：
- 加鎖：lock tables 表名... read/write
- 釋放鎖：unlock tables / 客戶端斷開連接

讀鎖不會阻塞其他客戶端的讀，但是會阻塞寫。寫鎖即會阻塞其他客戶端的讀，又會阻塞其他客戶端的寫。

元數據鎖（meta data lock，MDL）

MDL加鎖過程是系統自動控制，無需顯式使用，在訪問一張表的時候會自動加上。MDL鎖主要作用是維護表元數據的數據一致性（這裡元數據可以理解為表結構），在表上有活動事務的時候，不可以對元數據進行寫入操作。為了避免DML與DDL衝突，保證讀寫的正確性。

在MySQL5.5中引入了MDL，當對一張表進行增刪改查的時候，加MDL讀鎖（共用）；當對錶結構進行變更操作的時候，加MDL寫鎖（排他）。

對應SQL	元數據鎖類型	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相容，與EXCLUSIVE互斥
`insert、update、delete、select ... for update`	SHARED_WRITE	與SHARED_READ、SHARED_WRITE相容，與EXCLUSIVE互斥
`alter table ...`	EXCLUSIVE	與其他的MDL都互斥

查看元數據鎖：

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

意向鎖

為了避免DML在執行時，加的行鎖與表鎖的衝突就，在InnoDB中引入了意向鎖，使得表鎖不用檢查每行數據是否加鎖，使用意向鎖來減少表鎖的檢查。
1. 意向共用鎖（IS）：由語句select ... lock in share mode 添加。與表鎖共用鎖（read）相容，與表鎖排他鎖（write）互斥。
2. 意向排他鎖（IX）：由insert、update、delete、select ... for update 添加。與表鎖共用鎖（read）及排他鎖（write）都互斥。意向鎖之間不會互斥。
可以通過以下SQL語句，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;

彈幕筆記摘要：
- 明顯寫鎖和誰都衝突，讀鎖和任何讀鎖都相容，很好理解因為都只讀；
- 總的來說，意向鎖並不是真正意義上的鎖，只是一個記載鎖的數據結構，可以這麼理解，不要被它的名字騙了；
- 要說意向鎖是鎖的話，那麼它算是表級鎖；
- 鎖是一種資源，是要被爭搶的，被事務獲取；
- 產生意向鎖時也會產生元數據鎖；
- 原來懵的不止我一個(-_-)；
- 意向鎖解決的是行鎖和表鎖的衝突問題；

行級鎖

介紹

行級鎖，每次操作鎖住對應的行數據。鎖定粒度最小，發生衝突的概率最低，併發度最高。應用在InnoDB存儲引擎中。

InnoDB的數據是基於索引組織的，行鎖是通過對索引上的索引項來實現的，而不是對記錄加的鎖。對於行級鎖，主要分為以下三類：
1. 行鎖（Record Lock）：鎖定單個記錄的鎖，防止其他事務對此進行update和delete。在RC、RR隔離級別下都支持。
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，防止其他事務在這個間隙進行insert，產生幻讀。
3. 臨鍵鎖（Next-Key Lock）：行鎖和間隙鎖組合，同時鎖住數據，並鎖住數據前面的間隙Gap。在RR隔離級別下支持。

行鎖

InnoDB實現了以下兩種類型的行鎖：

共用鎖（S）：允許一個事務去讀一行，阻止其他事務獲得相同數據集的排他鎖；
排他鎖（X）：允許獲取排他鎖的事務更新數據，阻止其他事務獲得相同數據集的共用鎖和排他鎖；

SQL	行鎖類型	說明
INSERT ...	排他鎖	自動加鎖
UPDATE ...	排他鎖	自動加鎖
DELETE ...	排他鎖	自動加鎖
SELECT(正常)	不加任何鎖
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE	共用鎖	需要手動在SELECT之後加LOCK IN SHARE MODE
SELECT ... FOR UPDATE	排他鎖	需要手動在SELECT之後加 FOR UPDATE

預設情況下，InnoDB在REPEATABLE READ事務隔離級別運行，InnoDB使用next-key鎖進行搜索和索引掃描，以防止幻讀。
1. 針對唯一索引進行檢索時，對已存在的記錄進行等值匹配時，將會自動優化為行鎖。
2. InnoDB的行鎖是針對於索引加的鎖，不通過索引條件檢索數據，那麼InnoDB將對錶中的所有記錄加鎖。
可以通過以下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;
彈幕摘要：記住這裡，select一定要自己主動去加鎖，如果不主動加鎖是可以發生幻讀的；

間隙鎖/臨鍵鎖

預設情況下，InnoDB在REPEATABLE READ事務隔離級別運行，InnoDB使用next-key鎖進行搜索和索引掃描，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，優化為間隙鎖。
2. 索引上的等值查詢（普通索引），向右遍歷時最後一個值不滿足查詢需求時，next-key lock 退化為間隙鎖。
3. 索引上的範圍查詢（唯一索引），會訪問到不滿足條件的第一個值為止。
註意：間隙鎖的唯一目的就是防止其他事務插入間隙。間隙鎖可以共存，一個事務採用的間隙鎖不會阻止另一個事務在同一個間隙上採用間隙鎖。