“锁“万千，想要锁住你的心。

在计算机中，锁是协调多个进程或线程并发访问某一资源的一种机制。在数据库当中，数据也是一种供许多用户共享访问的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性，是全部数据库必须解决的一个问题，锁的冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。

贯穿始终的MDL锁

• 什么是MDL锁？

MDL锁的全称是Meta Data Lock，即元数据锁。它是MySQL内置级别的锁，供MySQL预防共享资源冲突的场景。

• MDL锁的类型：

锁名称	简称	锁类型	说明	使用语句
MDL_INTENTION_EXCLUSIVE		S锁	意向锁，锁住一个范围	任何语句都会获取MDL意向锁，而后再获取更强级别的MDL锁。
MDL_SHARED	S	S锁	共享锁，表示只访问表结构
MDL_SHARED_HIGH_PRIO	SH	S锁	共享锁，只访问表结构	show create table 等 只访问INFORMATION_SCHEMA的语句
MDL_SHARED_READ	SR	S锁	访问表结构而且读表数据	select语句 LOCK TABLE ... READ
MDL_SHARED_WRITE	SW	S锁		SELECT ... FOR UPDATE DML语句
MDL_SHARED_UPGRADABLE	SU	S锁	可升级锁，访问表结构而且读写表数据	Alter语句中间过程会使用
MDL_SHARED_NO_WRITE	SNW	S锁	可升级锁，访问表结构而且读写表数据，而且禁止其它事务写。	Alter语句中间过程会使用
MDL_SHARED_NO_READ_WRITE	SNRW	S锁	可升级锁，访问表结构而且读写表数据，而且禁止其它事务读写。	LOCK TABLES ... WRITE
MDL_EXCLUSIVE	X	X锁	禁止其它事务读写。	CREATE/DROP/RENAME TABLE等DDL语句。

S锁表明共享锁，X锁表明排他锁。

• MDL的兼容性矩阵(对象维度)

Request type	S	SH	SR	SW	SU	SNW	SNRW	X
S	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✘
SH	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✘
SR	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✘	✘
SW	✔️	✔️	✔️	✔️	✔️	✘	✘	✘
SU	✔️	✔️	✔️	✔️	✘	✘	✘	✘
SNW	✔️	✔️	✔️	✘	✘	✘	✘	✘
SNRW	✔️	✔️	✘	✘	✘	✘	✘	✘
X	✘	✘	✘	✘	✘	✘	✘	✘

横向表示其它事务已经持有的锁，纵向表示事务想加的锁。

• 按对象/范围维度划分

属性	含义	范围/对象
GLOBAL	全局锁	范围
COMMIT	提交保护锁	范围
SCHEMA	库锁	对象
TABLE	表锁	对象
FUNCTION	函数锁	对象
PROCEDURE	存储过程锁	对象
TRIGGER	触发器锁	对象
EVENT	事件锁	对象

• 几种典型语句的加(释放)锁流程图

1. select语句操做MDL锁流程

   

2. DML语句操做MDL锁流程

3. alter操做MDL锁流程

   

• 几种典型语句的阻塞分析

注：DML（UPDATE、INSERT、DELETE）；DDL（CREATE、ALTER、DROP）；DQL（SELECT）。

1. select与alter是否会相互阻塞

当执行select语句时，只要select语句在获取MDL_SHARED_READ锁以前，alter没有执行到rename阶段，那么select获取MDL_SHARED_READ锁成功，后续有alter执行到rename阶段，请求MDL_EXCLUSIVE锁时，就会被阻塞。

2. DML与alter是否会相互阻塞

alter在opening阶段会将锁升级到MDL_SHARED_NO_WRITE，rename阶段再将升级为MDL_EXCLUSIVE，因为MDL_SHARED_NO_WRITE与MDL_SHARED_WRITE互斥，因此先执行alter或先执行DML语句，都会致使语句阻塞在opening tables阶段。

3. select与DML是否会相互阻塞

因为MDL_SHARED_WRITE与MDL_SHARED_READ兼容，因此它们不会由于MDL而致使等待的状况。

按锁的范围划分

全局锁

• 全局锁（FTWRL）是对整个数据库实例加锁
  • 加锁使用命令：

  flush tables with read lock;
  复制代码

  • 释放锁：

  unlock tables
  复制代码

• 加锁流程：
  • 上全局读锁（lock_global_read_lock）：全部更新操做都会被堵塞
  • 清理表缓存
    1. 关闭全部未使用的表对象
    2. 更新全局字典的版本号
    3. 对于在使用的表对象，逐一检查，若表还在使用中，调用MDL_wait::timed_wait进行等待
    4. 将等待对象关联到table_cache对象中
    5. 继续遍历使用的表对象
    6. 直到全部表都再也不使用，则关闭成功。
  • 上全局COMMIT锁（make_global_read_lock_block_commit）：会堵塞活跃事务提交

全局锁的典型使用场景是，作全库逻辑备份。把整库每一个表都select出来存成文本。若是不加锁会不会出现问题呢？

表数据变动状态	备份状态
account表a用户有200元余额account(a,200) course表没有任何数据
	备份account表 获得account(a,200)
用户买了一门Java课，花了100元。
account表a用户有100元余额 course表数据为course(a,java)
	这个时候我备份跑到course表了，那么备份结果就是course(a,java)

获得最终备份结果即是account(a,200) course(a,java)，这显然是不对的，由于不加锁的话中间有业务变动，所得数据是不一致。

• 按照上面说的，咱们只须要备份开始，若是数据库的引擎是InnoDB，隔离级别在RR下，开启个事务，就能拿到一致性视图。
• MySQL官方提供的备份工具mysqldump

当 mysqldump 使用参数–single-transaction 的时候，导数据以前就会启动一个事务，来确保拿到一致性视图。

表级锁

MySQL 里面表级别的锁有两种：一种是表锁，一种是MDL锁（TABLE范围）。

• 表锁的语法是 lock tables … read/write。与 FTWRL 相似，能够用 unlock tables 主动释放锁，也能够在客户端断开的时候自动释放。
• MDL锁，当属性为TABLE，做用范围为表级别的时候，它也是一把表锁。正如咱们上面几种典型语句的加(释放)锁分析的过程当中那样。它不须要显示的使用，由于MySQL会根据你的执行语句来分析是否加锁和加何种锁。

行锁(Record Lock)

• 行锁的功与过

  • 两阶段锁协议

  两阶段锁协议：在InnoDB事务中，行锁是须要时候才加锁，但不会不须要了就释放掉，而是等待事务提交结束时才释放。

  • 根据行锁的两阶段锁协议特性优化代码

    

  如图多个用户都点击下单的时候，产生锁竞争的主要场所是影院帐户余额新增票价，两阶段锁协议特性是事务结束才释放锁，那么将这步骤放在最后是锁暂用时间最短。

  • 死锁问题

事务A	事务B
update t set k = k+1 where id = 1;
	update t set k = k+3 where id = 2;
update t set k = k+1 where id = 2;
	update t set k = k+5 where id = 1;

上面会出现死锁，解决方式即是按顺序加锁来避免死锁。

事务A	事务B
update t set k = k+1 where id = 1;
	update t set k = k+3 where id = 1;
update t set k = k+1 where id = 2;
	update t set k = k+5 where id = 2;

• 行锁的类别
  • 读锁（S）
  • 写锁（X）
• 行锁的加锁策略

对于insert，update，delete操做，InnoDB会自动给涉及到的数据加排他锁，只有select须要咱们手动设置加锁级别。

• 行锁的加锁语句

-- 读锁（S锁）
select * from t where id = 1 lock in share mode;
-- 写锁（X锁）
select * from t where id = 1 for update;
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Record Lock、Gap Lock与Next-Key Lock加锁图析

• 回顾下InnoDB的主键索引和辅助索引 主键索引（聚簇）

辅助索引

• Record Lock加锁策略

对于主键索引，会在主键索引标上锁标记。对于普通索引，不仅在普通索引标上锁标记，并且也会在主键索引标上。

• Gap Lock加锁策略

间隙锁它锁的是索引与索引之间的间隙。

• Next-Key Lock加锁策略

由图能够发现Next-Key Lock等于Record Lock加上Gap Lock。左开右闭。

Next-Key Lock的须要知道的几个小事

• 两原则、两优化
  原则1：加锁的基本单位是Next-Key Lock。 原则2：查找过程当中访问到的对象才会加锁。 优化1：索引上的等值查询，给惟一索引加锁的时候，Next-Key Lock 退化为行锁。 优化2：索引上的等值查询，向右遍历时且最后一个值不知足等值条件的时候，Next-Key Lock 退化为间隙锁。

写到这，须要明确一个事儿，Next-Key Lock是InnoDB RR隔离级别下的锁，是内置锁，是MySQL帮我解决某种场景锁引入的锁，那么这个场景是什么？其实它想解决的是某种状况下的幻读场景。

幻读场景分析

幻读仅专指“新插入的行”

• 当前读场景下的幻读 表t的结构与数据

id	c	d(key)
0	0	0
5	5	5
10	10	10
15	15	15
20	20	20
25	25	25

再看下面这个场景：

	session A	sessionB
T1	begin; update t set d=100 where d=5
T2		insert into t values(1,1,5);
T3	commit;

• 为何这种状况会被称为幻读，幻读有什么问题？

1. 语义上问题：

select * from t where d = 5 for update
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由于本想锁住d=5，这句话的语义被破坏了，“新插入”了一行新的d=5的数据（1,1,5）。

2. 数据一致性的问题： 上面的状况执行结果：

id	c	d(key)
0	0	0
5	5	100
10	10	10
15	15	15
20	20	20
25	25	25
1	1	5

咱们再分析下bin log中的记录内容

insert into t values(1,1,5);
update t set d=100 where d=5;
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能够发现bin log发生与原执行不一样的结果，出现了数据不一致。为了解决这个问题，InnoDB RR级别下，行锁并不会阻止当前读状况下的幻读问题，才引入了上面所提到的Next-Key Lock。

写到这，还须要明确的一件事Next-Key Lock只会阻止往当前范围的insert动做。并且间隙锁是内置锁，InnoDB RR级别的行锁默认加的。