小編給大家分享一下MySQL中鎖及加鎖規(guī)則是什么,相信大部分人都還不怎么了解,因此分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲,下面讓我們一起去了解一下吧!
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MySQL 引入鎖的目的是為了解決并發(fā)寫的問題,比如兩個(gè)事務(wù)同時(shí)對同一條記錄進(jìn)行寫操作,如果允許它們同時(shí)進(jìn)行,那就會產(chǎn)生臟寫的問題,這是任何一種隔離級別都不允許發(fā)生的異常情況,而鎖的作用就是讓兩個(gè)并發(fā)寫操作按照一定的順序執(zhí)行,避免臟寫問題。
首先申明本文中所使用到的示例
CREATE TABLE `user` ( `id` int(12) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(36) NULL DEFAULT NULL, `age` int(12) NULL DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, INDEX `age`(`age`) USING BTREE ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1;insert into user values (5,'重塑',5),(10,'達(dá)達(dá)',10),(15,'刺猬',15);復(fù)制代碼
本文所述示例都是在 MySQL InnoDB 存儲引擎以及可重復(fù)讀(Repeatable Read)隔離級別下。
從鎖的粒度來看,MySQL 中的鎖可以分為全局鎖、表級鎖和行鎖三種。
全局鎖會將整個(gè)數(shù)據(jù)庫都加上鎖,此時(shí)數(shù)據(jù)庫將處于只讀狀態(tài),任何修改數(shù)據(jù)庫的語句,包括 DDL(Data Definition Language)及增刪改的 DML(Data Manipulation Language)語句都將被阻塞,直到數(shù)據(jù)庫全局鎖釋放。
最常使用到全就鎖的地方就是進(jìn)行全庫備份,我們可以通過以下的語句實(shí)現(xiàn)全局鎖的加鎖與釋放鎖操作:
-- 加全局鎖flush tables with read lock;-- 釋放全局鎖unlock table;復(fù)制代碼
若客戶端鏈接斷開,也會自動釋放全局鎖。
表級鎖會將整張表加上鎖,MySQL 中的表級鎖有:表鎖、元數(shù)據(jù)鎖(Meta Data Lock)、意向鎖(Intention Lock)和自增鎖(AUTO-INC Lock)。
表鎖的加鎖和釋放鎖方式:
lock table tableName read/write;
unlock table;
需要注意的是,表鎖的加鎖也限制了同一個(gè)客戶端鏈接的操作權(quán)限,如加了表級讀鎖(lock table user read
),那么在同一個(gè)客戶端鏈接中在釋放表級讀鎖以前,對同一張表(user 表)也只能進(jìn)行讀操作,無法進(jìn)行寫操作,而其他客戶端鏈接對該表(user 表)只能進(jìn)行讀操作,無法進(jìn)行寫操作。
如加了表級寫鎖(lock table user write
),在同一個(gè)客戶端鏈接中可對表進(jìn)行讀寫操作,而其他客戶端鏈接既無法進(jìn)行讀操作也無法進(jìn)行寫操作。
第二種表級鎖是元數(shù)據(jù)鎖(MDL, Meta Data Lock),元數(shù)據(jù)鎖會在客戶端訪問表的時(shí)候自動加鎖,在客戶端提交事務(wù)時(shí)釋放鎖,它防止了以下場景出現(xiàn)的問題:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user; | |
alter table user add column birthday datetime; | |
select * from user; |
如上表,sessionA
開啟了一個(gè)事務(wù),并進(jìn)行一次查詢,在這之后另外一個(gè)客戶端 sessionB
給 user
表新增了一個(gè) birthday
字段,然后 sessionA
再進(jìn)行一次查詢,如果沒有元數(shù)據(jù)鎖,就可能會出現(xiàn)在同一個(gè)事務(wù)中,前后兩次查詢到的記錄,表字段列數(shù)不一致的情況,這顯然是需要避免的。
DDL 操作對表加的是元數(shù)據(jù)寫鎖,對其他事務(wù)的元數(shù)據(jù)讀寫鎖都不兼容;DML 操作對表加的是元數(shù)據(jù)讀鎖,可與其他事務(wù)的元數(shù)據(jù)讀鎖共享,但與其他事務(wù)的元數(shù)據(jù)寫鎖不兼容。
第三種表級鎖是意向鎖,它表示事務(wù)想要獲取一張表中某幾行的鎖(共享鎖或排它鎖)。
意向鎖是為了避免在表中已經(jīng)存在行鎖的情況下,另一個(gè)事務(wù)去申請表鎖而掃描表中的每一行是否存在行鎖的系統(tǒng)消耗。
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id=5 for update; | |
flush table user read; |
例如,sessionA
開啟了一個(gè)事務(wù),并對 id=5
這一行加上了行級排它鎖,此時(shí) sessionB
將對 user 表加上表級排它鎖(只要 user 表中有一行被其他事務(wù)持有讀鎖或?qū)戞i即加鎖失?。?/p>
如果沒有意向鎖,sessionB
將掃描 user 表中的每一行,判斷它們是否被其他事務(wù)加鎖,然后才能得出 sessionB
的此次表級排它鎖加鎖是否成功。
而有了意向鎖之后,在 sessionB
將對 user 表加鎖時(shí),會直接判斷 user 表是否被其他事務(wù)加上了意向鎖,若有則加鎖失敗,若無則可以加上表級排它鎖。
意向鎖的加鎖規(guī)則:
第四種表級鎖是自增鎖,這是一種特殊的表級鎖,只存在于被設(shè)置為 AUTO_INCREMENT
自增列,如 user 表中的 id 列。
自增鎖會在 insert 語句執(zhí)行完成后立即釋放。同時(shí),自增鎖與其他事務(wù)的意向鎖可共享,與其他事務(wù)的自增鎖、共享鎖和排它鎖都是不兼容的。
行鎖是由存儲引擎實(shí)現(xiàn)的,從行鎖的兼容性來看,InnoDB 實(shí)現(xiàn)了兩種標(biāo)準(zhǔn)行鎖:共享鎖(Shared Locks,簡稱S鎖)和排它鎖(Exclusive Locks,簡稱X鎖)。
這兩種行鎖的兼容關(guān)系與上面元數(shù)據(jù)鎖的兼容關(guān)系是一樣的,可以用下面的表格表示。
事務(wù)A\事務(wù)B | 共享鎖(S鎖) | 排它鎖(X鎖) |
---|---|---|
共享鎖(S鎖) | 兼容 | 沖突 |
排它鎖(X鎖) | 沖突 | 沖突 |
而從行鎖的粒度繼續(xù)細(xì)分,又可以分為記錄鎖(Record Lock)、間隙鎖(Gap Lock)、Next-key Lock。
我們一般所說的行鎖都是指記錄鎖,它會把數(shù)據(jù)庫中的指定記錄行加上鎖。
假設(shè)事務(wù)A中執(zhí)行以下語句(未提交):
begin;update user set name='達(dá)聞西' where id=5;復(fù)制代碼
InnoDB 至少會在 id=5 這一行上加一把行級排它鎖(X鎖),不允許其他事務(wù)操作 id=5 這一行。
需要注意的是,這把鎖是加在 id 列的主鍵索引上的,也就是說行級鎖是加在索引上的。
假設(shè)現(xiàn)在有另一個(gè)事務(wù)B想要執(zhí)行一條更新語句:
update user set name='大波浪' where id=5;復(fù)制代碼
這時(shí)候,這條更新語句將被阻塞,直到事務(wù)A提交以后,事務(wù)B才能繼續(xù)執(zhí)行。
間隙鎖,顧名思義就是給記錄之間的間隙加上鎖。
需要注意的是,間隙鎖只存在于可重復(fù)讀(Repeatable Read)隔離級別下。
不知道大家還記不記得幻讀?
幻讀是指在同一事務(wù)中,連續(xù)執(zhí)行兩次同樣的查詢語句,第二次的查詢語句可能會返回之前不存在的行。
間隙鎖的提出正是為了防止幻讀中描述的幻影記錄的插入而提出的,舉個(gè)例子。
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where age=5;(N1) | |
insert into user values(2, '大波浪', 5) | |
update user set name='達(dá)聞西' where age=5; | |
select * from user where age=5;(N2) |
sessionA
中有兩處查詢N1和N2,它們的查詢條件都是 age=5,唯一不同的是在N2處的查詢前有一條更新語句。
照理說在 RR 隔離級別下,同一個(gè)事務(wù)中兩次查詢相同的記錄,結(jié)果應(yīng)該是一樣的。但是在經(jīng)過更新語句的當(dāng)前讀查詢后(更新語句的影響行數(shù)是2),N1和N2的查詢結(jié)果并不相同,N2的查詢將 sessionB
插入的數(shù)據(jù)也查出來了,這就是幻讀。
而如果在 sessionA
中的兩次次查詢都用上間隙鎖,比如都改為select * from user where age=5 for update
。那么 sessionA
中的當(dāng)前讀查詢語句至少會將id在(-∞, 5)和(5, 10)之間的間隙加上間隙鎖,不允許其他事務(wù)插入主鍵id屬于這兩個(gè)區(qū)間的記錄,即會將 sessionB
的插入語句阻塞,直到 sessionA
提交之后,sessionB
才會繼續(xù)執(zhí)行。
也就是說,當(dāng)N2處的查詢執(zhí)行時(shí),sessionB
依舊是被阻塞的狀態(tài),所以N1和N2的查詢結(jié)果是一樣的,都是(5,重塑,5),也就解決了幻讀的問題。
Next-key Lock 其實(shí)就是記錄鎖與記錄鎖前面間隙的間隙鎖組合的產(chǎn)物,它既阻止了其他事務(wù)在間隙的插入操作,也阻止了其他事務(wù)對記錄的修改操作。
不知道大家有沒有注意到,我在行鎖部分描述記錄鎖、間隙鎖加鎖的具體記錄時(shí),用的是「至少」二字,并沒有詳細(xì)說明具體加鎖的是哪些記錄,這是因?yàn)橛涗涙i、間隙鎖和 Next-key Lock 的加鎖規(guī)則是十分復(fù)雜的,這也是本文主要討論的內(nèi)容。
關(guān)于加鎖規(guī)則的敘述將分為三個(gè)方面:唯一索引列、普通索引列和普通列,每一方面又將細(xì)分為等值查詢和范圍查詢兩方面。
需要注意的是,這里加的鎖都是指排它鎖。
在開始之前,先來回顧一下示例表以及表中可能存在的行級鎖。
mysql> select * from user; +----+--------+------+| id | name | age | +----+--------+------+| 5 | 重塑 | 5 | | 10 | 達(dá)達(dá) | 10 | | 15 | 刺猬 | 15 | +----+--------+------+3 rows in set (0.00 sec)復(fù)制代碼
表中可能包含的行級鎖首先是每一行的記錄鎖——(5,重塑,5),(10,達(dá)達(dá),5),(15,刺猬,15)。
假設(shè) user 表的索引值有最大值 maxIndex 和最小值 minIndex,user 表還可能存在間隙鎖(minIndex,5),(5,10),(10,15),(15,maxIndex)。
共三個(gè)記錄鎖和四個(gè)間隙鎖。
首先來說唯一索引列的等值查詢,這里的等值查詢可以分為兩種情況:命中與未命中。
當(dāng)唯一索引列的等值查詢命中時(shí):
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id=5 for update; | |
insert into user values(1,'斯斯與帆',1),(6,'夏日陽光',6),(11,'告五人',11),(16,'面孔',16); | |
update user set age=18 where id=5;(Blocked) | |
update user set age=18 where id=10; | |
update user set age=18 where id=15; |
上表中 sessionB
的執(zhí)行結(jié)果是除了 id=5 行的更新語句被阻塞,其他語句都正常執(zhí)行。
sessionB
中的 insert 語句是為了檢查間隙鎖,update 語句是為了檢查記錄鎖(行鎖)。執(zhí)行結(jié)果表明 user 表的所有間隙都沒有被上鎖,記錄鎖中只有 id=5 這一行被上鎖了。
所以,當(dāng)唯一索引列的等值查詢命中時(shí),只會給命中的記錄加鎖。
當(dāng)唯一索引列的等值查詢未命中時(shí):
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id=3 for update; | |
insert into user values (2,'反光鏡',2);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=5; | |
insert into user values (6,'夏日陽光',6); | |
update user set age=18 where id=10; | |
insert into user values (11,'告五人',11); | |
update user set age=18 where id=15; | |
insert into user values (16,'面孔',16); |
上表的執(zhí)行結(jié)果是 sessionB
中 id=2 的記錄插入被阻塞,其他語句正常執(zhí)行。
根據(jù)執(zhí)行結(jié)果可以知道 sessionA
給 user 表加的鎖是間隙鎖(1,5)。
所以,當(dāng)唯一索引列的等值查詢未命中時(shí),會給id值所在的間隙加上間隙鎖。
范圍查詢比等值查詢要更復(fù)雜一些,它需要考慮到邊界值存在于表中,以及是否命中邊界值。
首先來看邊界值存在于表中,但未命中的情況:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id<10 for update; | |
insert into user values (1,'斯斯與帆',1);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=5;(Blocked) | |
insert into user values (6,'夏日陽光',6);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=10;(Blocked) | |
insert into user values (11,'告五人',11); | |
update user set age=18 where id=15; | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
此時(shí) sessionA
給 user 表加上的鎖是記錄鎖 id=5,id=10
以及間隙鎖(minIndex,5),(5,10)。
我們知道間隙鎖+記錄鎖就是 Next-key Lock
,所以上述的加鎖情況可以看作是兩條 Next-key Lock
:(minIndex, 5],(5,10],即 Next-key Lock
—— (minIndex,10]。
當(dāng)邊界值存在于表中,同時(shí)命中的情況:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id<=10 for update; | |
insert into user values (1,'斯斯與帆',1);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=5;(Blocked) | |
insert into user values (6,'夏日陽光',6);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=10;(Blocked) | |
insert into user values (11,'告五人',11);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=15;(Blocked) | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
此時(shí) sessionA
給 user 表加上的鎖是Next-key Lock
—— (minIndex,15]。
當(dāng)邊界值不存在于表中時(shí),不可能命中,故只有未命中一種情況:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where id<=9 for update; | |
insert into user values (1,'斯斯與帆',1);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=5;(Blocked) | |
insert into user values (6,'夏日陽光',6);(Blocked) | |
update user set age=18 where id=10;(Blocked) | |
insert into user values (11,'告五人',11); | |
update user set age=18 where id=15; | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
此時(shí) sessionA
給 user 表加上的鎖是 Next-key Lock
—— (minIndex,10],與第一種情況一樣。
綜上所述,在對唯一索引進(jìn)行范圍查詢時(shí):
Next-key Lock
加到第一個(gè)邊界之外的記錄上)需要注意的是,第一條中所說的間隙指的是,邊界值所在的間隙,如間隙為(5,10),查詢條件為 id>7 時(shí),這個(gè)間隙鎖就是(5,10),而不是(7,10)。
第二條舉例1:查詢條件為 id<10,第一個(gè)邊界之外的記錄是 id=10,所以
Next-key Lock
鎖會加到 id=10 的記錄上,被鎖住的范圍是(minIndex,10]。
第二條舉例2:查詢條件為 id<=10,第一個(gè)邊界之外的記錄是 id=15,所以
Next-key Lock
鎖會加到 id=15 的記錄上,被鎖住的范圍是(minIndex,15]。
第二條舉例3:查詢條件為 id>10,第一個(gè)邊界之外的記錄是 id=10,
Next-key Lock
鎖會加到 id=10 的記錄上,由于Next-key Lock
鎖指的是記錄以左的部分,所以被鎖住的范圍是(5,maxIndex]。
普通索引與唯一索引的區(qū)別就在于唯一索引可以根據(jù)索引列確定唯一性,所以等值查詢的加鎖規(guī)則也有不同之處。
給 user 表再加一條記錄:
INSERT INTO user VALUES (11, '達(dá)達(dá)2.0', 10);復(fù)制代碼
這時(shí) user 表的索引 age 結(jié)構(gòu)如下圖所示:
在索引 age 中可能存在的行鎖是4個(gè)記錄鎖以及5個(gè)間隙鎖。
先來看索引 age 上的加鎖情況:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where age=10 for update; | |
insert into user values (2,'達(dá)達(dá)',2); | |
update user set name='痛仰' where age=5; | |
insert into user values (6,'達(dá)達(dá)',6);(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=10;(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=16;)(Blocked) | |
insert into user values (17,'達(dá)達(dá)',10);(Blocked) | |
insert into user values (11,'達(dá)達(dá)',11);(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=15; | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
由上表的語句及執(zhí)行結(jié)果來看,索引 age 上的加鎖情況是:
即索引 age 上的加鎖區(qū)域?yàn)?5, 15)。
由于普通索引無法確定記錄的唯一性,所以普通索引列等值查詢中,為索引 age 加鎖時(shí),會找到第一個(gè)age小于10的值(即5)和第一個(gè)age大于10的值(即15),在這個(gè)范圍內(nèi)的間隙加上間隙鎖,記錄加上記錄鎖。
這是索引 age 上的加鎖情況,由于查詢語句是查詢記錄的所有列,根據(jù)查詢規(guī)則,會通過索引 age 上對應(yīng)的 id 值到主鍵索引樹上進(jìn)行回表操作,得到所有列,所以主鍵索引上也會加鎖。在這里,滿足 age=10 的記錄的主鍵id分別是10和16,所以在主鍵索引上這兩行也會被加上排它鎖。
即,普通索引列等值查詢如果需要回表,滿足條件的記錄對應(yīng)的主鍵也會被加上記錄鎖。
這里如果把
sessionA
中的查詢改為select id from user where age=10 lock in share mode;
,則會因?yàn)楦采w索引優(yōu)化而不進(jìn)行回表操作,所以主鍵索引上也不會加鎖。
這里需要額外提一提 limit 這個(gè)語法,它的加鎖范圍(只討論普通索引)要更小一些,請看示例:
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where age=10 limit 1 for update; | |
insert into user values (2,'達(dá)達(dá)',2); | |
update user set name='痛仰' where age=5; | |
insert into user values (6,'達(dá)達(dá)',6);(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=10;(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=16;) | |
insert into user values (17,'達(dá)達(dá)',10); | |
insert into user values (11,'達(dá)達(dá)',11); | |
update user set name='痛仰' where age=15; | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
可以看到,與沒有加 limit 相比,多了兩條 insert 語句順利執(zhí)行了。
由上表的語句及執(zhí)行結(jié)果來看,索引 age 上的加鎖情況是:
由此可見:limit 語法只會將鎖加到滿足條件的記錄,能夠減小加鎖范圍。
接下來看普通索引列上的范圍查詢(這里只討論索引 age 的加鎖范圍,主鍵索引的加鎖如果存在回表會鎖住對應(yīng)的id值):
sessionA | sessionB |
---|---|
begin; | |
select * from user where age>8 and age<=12 for update; | |
insert into user values (2,'達(dá)達(dá)',2); | |
update user set name='痛仰' where age=5; | |
insert into user values (6,'達(dá)達(dá)',6);(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=10;(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=10 and id=16;(Blocked) | |
insert into user values (17,'達(dá)達(dá)',10);(Blocked) | |
insert into user values (11,'達(dá)達(dá)',11);(Blocked) | |
update user set name='痛仰' where age=15;(Blocked) | |
insert into user values (16,'面孔',16) ; |
與普通索引列等值查詢不同的是,范圍查詢比等值查詢多了一個(gè) age=15 的記錄鎖。
這個(gè)邊界值與唯一索引列范圍查詢的原理是一樣的,可以參照上文所述來理解,這里不多加贅述了。
《MySQL實(shí)戰(zhàn)45講》的作者丁奇認(rèn)為這是一個(gè) BUG,但并未被官方接收,如果要深究這個(gè)邊界值的原理,可能就需要看 MySQL 的源碼了。
select * from user where age=10 for update;select * from user where age>=10 and age<11 for update;select id from user where age>=10 and age<11 for update;復(fù)制代碼
以上是MySQL中鎖及加鎖規(guī)則是什么的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!相信大家都有了一定的了解,希望分享的內(nèi)容對大家有所幫助,如果還想學(xué)習(xí)更多知識,歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道!
當(dāng)前題目:MySQL中鎖及加鎖規(guī)則是什么
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