MySQL学习｜十五、MySQL中的锁

一、锁的基本介绍

介绍
锁是计算机协调多个进程或者线程并发访问某一资源的机制，在数据库中，除了传统的计算资源（CPU、RAM、IO）争用外，数据也是一种供多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。
分类
MySQL中的锁，按照锁的粒度分为以下三类：
1.全局锁：锁定数据库中的所有表
2.表级锁：每次操作锁住整张表
3.行级锁：每次操作锁住对应的行

二、全局锁

介绍
全局锁就是对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例处于只读状态，后续的DML的写语句，DDL语句，已经更新的操作的事物的提交语句都将被阻塞。
最典型的使用场景就是全库的逻辑备份，对所有的表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完整性。
语法
创建全局锁

flush tables with read lock;

解除全局锁

unloak tables;

数据库实例备份

mysqldump -h 主机地址 -u用户名 -p密码 数据库实例名 > 备份文件.sql

特点
数据库中的全局锁是一个比较重的操作，会存在以下问题：
1.如果在主库上执行备份，那么备份期间都不能执行更新，整个业务停摆。
2.如果在从库上备份，那么备份期间从库不能执行主库同步过来的二进制日志（binlog），导致主从延迟。
在InnoDB引擎中，我们可以在备份时加行参数--single-transaction参数来完成不加锁的一致性数据备份。

mysqldump --single-transaction -h 主机地址 -u用户名 -p密码 数据库实例名 > 备份文件.sql

三、表级锁

介绍
表级锁，每次操作都会锁住整张表。锁定力度大，发生锁冲突的概率高，并发度支持较低。应用在MyISAM，InnoDB，BDB等存储引擎中。
对于表级锁，主要分为一下三类：
1.表锁
2.元数据锁（Meta Data Locl）MDL
3.意向锁
表锁
对于表锁，分为两类
1.表共享读锁（read lock）
session1对表A加read lock，此时session1可以对表A执行查询操作但是不能执行修改操作，session2可以对表A执行查询操作但是不能执行修改操作。
2.表独占写锁（write lock）
session1对表A加write lock，此时session1可以对表A执行查询操作和修改操作，session2即不能对表A执行查询操作页不能执行修改操作。
语法
1.加锁 lock tables 表名... read/write
2.解锁 unlock tables / 断开客户端连接
特点
读锁不会阻塞客户端的读操作，但是会阻塞写操作。写锁会阻塞其他客户端的读写但不回阻塞当前加锁客户端的读写。
元数据锁
MDL加锁过程是系统自动控制的，无需显示调用，在访问一张表的时候会自动加上，MDL锁的作用是维护元数据的数据一致性，在表上有活动事物的时候，不可以对元数据进行写入操作。为了避免MDL和DDL的冲突，保证读写的正确性。
在MySQL5.5中引入了MDL，当对一张表进行增删改操作的时候，加MDL读锁（共享）；当对一张表进行结构变更操作的时候，加MDL写锁（排他）。

对应SQL	锁类型	说明
lock table xxx read/write	SHARE_READ_ONLY、SHARE_NO_READ_WRITE
select、select … lock in share mode	SHARE_READ	与SHARE_READ、SHARE_WRITE兼容，与EXCLUSIVE互斥
Insert、update、delete、select … for update	SHARE_WRITE	与SHARE_READ、SHARE_WRITE兼容，与EXCLUSIVE互斥
alter table …	EXCLUSIVE	与其他的MDL锁互斥

意向锁
为了避免DML在执行时，加的行锁和表锁出现冲突，在InnoDB中引入了意向锁，使得表锁不用检查每一行的数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查，从而提高效率。
意向锁的分类：
1.意向共享锁（IS）：由语句 select ... lock in share mode; 添加，与表锁共享锁（read）兼容，与表锁排它锁（write）互斥。
2.意向排他锁（IX）：由语句 insert、update、delete、select ... for update 添加，与表锁共享锁（read）和排它锁（write）互斥，意向锁之间不回互斥。

查看意向锁的加锁情况

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

行级锁
每次操作都会锁住对应的行数据，锁的粒度最小，发生锁冲突的概率较低，并发度最高，应用在innoDB引擎中。
行锁的分类：
InnoDB的数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项来加锁实现的，并不是对记录加锁。对于行级锁，主要分为以下三类：
1.行锁（Record Lock）：锁订单个行的记录到的锁，防止其他事物对该行数据进行update、delete等操作，在RC、RR隔离模式下都支持。
2.间隙锁（Gap Lock）：锁定索引记录间隙，确保索引记录间隙不变，防止其他事物在这个间隙insert，从而引起幻读，在RR模式下都支持。
3.临键锁（Next-key Lock）：行锁和间隙锁的组合，锁住数据的同时锁住数据前面的间隙（Gap），在RR模式下都支持。

InnoDB实现了两种类型的行锁：
1.共享锁（S）：允许一个事物去读取一行，阻止其他事物获取相同数据集的排它锁。（当前事物读取数据时其他事物可以读取该行数据但是不能修改）
2.排它锁（X）：允许获取排它锁的事物更新数据，阻止其他事物获取相同数据集的共享锁和排它锁。（当前事物修改数据时，其他事物不能读取、不能修改当前行数据）

锁类型	S（共享锁）	X（排它锁）
S（共享锁）	兼容	冲突
X（排它锁）	冲突	冲突

常见的sql语句对行数据的加锁情况

SQL	行锁类型	说明
INSERT …	排它锁	自动加锁
UPDATE …	排它锁	自动加锁
DELETE …	排它锁	自动加锁
SELECT (正常查询)	不加任何锁
SELECT … LOCK IN SHARE MODE	共享锁	手动在sql后面添加LOCK IN SHARE MODE
SELECT … FOR UPDATE	排它锁	手动在sql后面添加FOR UPDATE

InnoDB的行锁是针对索引添加的锁，不通过索引检索数据时，InnoDB将对表中的所有记录加锁，此时行锁升级为表锁

现在有一张用户表，表结构如下：

create table t_user_base_info
(
    id            varchar(32)      not null comment 'id' primary key,
    login_account varchar(50)      not null comment '登陆账号',
    password      varchar(50)      not null comment '登陆密码',
    username      varchar(255)     not null comment '用户名',
    user_type     int(2) default 1 not null comment '用户类型'
);

分别执行SQL语句

UPDATE t_user_base_info set username = '张三' where id = '001';
加行锁，因为是根据主键更新。

UPDATE t_user_base_info set username = '李四' where login_account = 'admin';
行锁升级为表锁，因为login_account字段上面没有索引。