MySQL锁机制总结(二)
前言:
Mysql是一个支持插件式存储引擎的数据库系统,本文讨论的锁机制也主要包含两部分SERVER层的锁和存储引擎的锁,存储引擎是指innodb,其它存储引暂不讨论。
1. 数据库中锁相关的基本概念
1) 乐观锁,悲观锁
乐观锁和悲观锁都是一种并发控制策略。悲观锁假定多个事务会同时访问同一个资源,采用的策略是“先上锁,后访问”,这种策略会有死锁的风险。乐观锁相对于悲观锁而言,假定多个事务在运行过程中不会相互影响,写入在读取和写入记录时,不上锁,取而代之是产生一个时间戳或版本号,事务提交阶段,检查记录的版本号是否有被修改(若修改,则表示有其他事务读写),确定是否需要回滚事务。目前在数据库领域,几乎所有的DBMS都是采用悲观锁机制。
2) MVCC(Multi-Version Concurrency Control)
MVCC也是一种并发控制方法,MVCC对悲观锁控制机制做了改进,通过冗余数据的历史版本,达到“读不上锁,读写不冲突”的效果,提高了并发效果。MVCC主要作用于读提交和可重复读两种隔离级别上。
3) 两阶段锁协议
所谓两段锁协议是指上锁分为两个阶段,加锁和解锁阶段,保证加锁和解锁阶段不交错。对于数据库系统而言,事务开始时,处于加锁阶段;事务提交或rollback时,事务进入解锁阶段。只有满足两段锁协议的数据库系统,并发调度的事务才是可以串行化的。
4) 意向锁
意向锁机制约定如果对一个节点加锁,必需先对它的上一层节点加意向锁。比如,对一个记录加锁之前,首先对该记录所在的表加意向锁。意向锁主要包括IS和IX,他们与S和X的兼容关系不在这里赘述。意向锁的主要作用在于提高表锁和行锁冲突检测效率。
5) 表锁,记录(行)锁
表锁和记录锁是锁系统里面最基本的锁。分别用于锁定表和记录。对于表而言,根据情况可以有S,X,IS和IX四种锁类别;对表上IS和IX,表示需要读记录和写记录;记录锁则主要包括X锁和S锁。有关行锁的实现,可以参考之前的文章,INNODB行锁源码学习
6) 字典锁(metadata lock)
字典锁是保护元数据的一种锁,主要为了防止DDL和DML冲突的情况。有关MDL的详细介绍,可以参考之前的文章,MYSQL METADATA LOCK
7) 死锁
所谓死锁是指两个或多个事务,各自占有对方的期望获得的资源,形成的循环等待,彼此无法继续执行的一种状态。
2. 举个栗子
上面列了这么多种类的锁,下面通过一个简单的例子说明各种锁是如何作用的,它们加锁和释放锁的先后顺序如何。这里假设隔离级别是RC,ID为主键。
begin:
update t3 set c1=1 where id=1;
commit;
流程 |
执行语句 |
执行内容 |
字典锁 |
行锁/表锁 |
1 |
Begin |
释放MDL release_transactional_locks |
释放表锁,行锁 |
|
2 |
update t3 set c1=1 where id=1; |
上字典锁 |
GLOBAL:STATMENT MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
|
3 |
TABLE:TRANSACTION MDL_SHARED_WRITE |
|||
4 |
上行锁 |
LOCK_TABLE:IX (table:t3) |
||
5 |
LOCK_REC:X (id=1) |
|||
6 |
执行更新 |
|||
7 |
释放MDL |
GLOBAL:STATMENT |
||
8 |
commit; |
COMMIT 字典锁 |
COMMIT: MDL_EXPLICIT MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
|
9 |
执行提交 |
|||
10 |
释放引擎锁 |
lock_release |
||
11 |
释放MDL |
COMMIT: MDL_EXPLICIT MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
||
12 |
release_transactional_locks TABLE:TRANSACTION |
可以看到,第一行begin,表示开启一个新事务,隐含提交会话的上一个事务,需要释放之前的锁。第2到7行是两阶段锁中的上锁阶段,分别先后上了字典锁、表的意向锁和行锁。上完锁后,才开始真正的更新阶段,从这里也可以看到MySQL的写操作是符合悲观锁策略。第4行和第5行,我们可以看到意向锁是如何运作的,上记录id=1的行锁之前,先对表t3上了意向锁。第7行,语句执行完后,可以释放STATEMENT级别的字典锁,避免长时间持有锁阻塞该表的DDL操作。8-12是提交阶段,进入两段锁中的释放锁过程,先后释放引擎层的表锁和行锁;然后释放TRANSACTION级别的MDL锁。
3. 常用语句加锁分析
假设隔离级别:RC,id为主键
典型语句 |
SQL层面(MDL锁) |
存储引擎 innodb |
||
范围/对象 |
持有时间 |
表锁 |
行锁 |
|
SELECT操作 SELECT * FROM T |
TABLE: MDL_SHARED_READ |
MDL_TRANSACTION |
None |
None |
Show create table T |
TABLE: MDL_SHARED_HIGH_PRIO |
MDL_TRANSACTION |
||
LOCK TABLE T READ |
TABLE: MDL_SHARED_READ |
MDL_TRANSACTION |
None |
None |
LOCK TABLE T WRITE |
GLOBAL: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
MDL_STATEMENT |
None |
None |
SCHEMA: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE TABLE: MDL_SHARED_NO_READ_WRITE |
TRANSACTION |
|||
Flush table t with read lock |
TABLE: MDL_SHARED_NO_WRITE |
TRANSACTION |
None |
None |
Flush table with read lock |
GLOBAL: MDL_SHARED |
MDL_EXPLICIT |
None |
None |
COMMIT: MDL_SHARED |
MDL_EXPLICIT |
|||
DML操作 SELECT * FROM T FOR UPDATE; Update T set c1=? Where id=? |
GLOBAL: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
MDL_STATEMENT |
IX |
X |
TABLE: MDL_SHARED_WRITE |
TRANSACTION |
|||
DDL操作 Alter table t add column c1 int; Truncate table t; |
GLOBAL: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
MDL_STATEMENT |
None |
X |
SCHEMA: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE TABLE: MDL_EXCLUSIVE |
TRANSACTION |
|||
COMMIT: MDL_INTENTION_EXCLUSIVE |
MDL_EXPLICIT |
|||
Set global read_only=1; |
GLOBAL: MDL_SHARED COMMIT: MDL_SHARED |
MDL_EXPLICIT |
None |
None |
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