MySQL全局锁和表锁
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了MySQL全局锁和表锁相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
mysql全局锁和表锁
前言
数据库锁设计的初衷是为了处理并发问题。
作为多用户共享的资源,当出现并发访问的时候,数据库需要合理地控制资源访问的规则,锁就是用来实现这些访问规则的重要数据结构。
在MySQL里锁分为三类,全局锁,表级锁,行锁。
全局锁
全局锁就是对整个数据库实例加锁,MySQL提供了一个加全局读锁的方法,命令是 Flush tables with read lock (FTWRL)
,使用了全局锁,会让整个库处于只读状态。
我们只要一听到整个库加锁,就感觉很危险。为什么这样讲呢?
1、如果在主库上进行备份的话,备份期间更新操作是无法执行的,业务基本上就处于停摆状态;
2、如果在从库上进行备份,备份期间从库不能执行主库同步过来的binlog,会导致主从延迟。
这时你可能会想,既然这么不好,为什么还要使用全局锁呢?
全局锁的典型使用场景是用来做全库备份使用。设想一下,不加全局锁会有什么问题?
比如:
用户买东西,首先会从余额里扣除金额,然后在订单里添加商品。
如果备份数据库,不加锁,并且备份顺序为先备份用余额,再备份订单商品,有可能备份了用户余额后,用户下订单买东西提交事务,然后再备份订单商品表, 此时订单商品已存在。
最后备份出来的数据为。最后用户余额为买东西前的余额,没有减少,但是订单商品却多了。
也就是说,如果不加锁,不同表之间执行顺序不同,进而导致备份时间不同,此时备份系统可能会得到不是一个时间的点的数据,视图是不一致的。
看到这里,是不是会想到一个机制,我们让视图一致不就好了吗?
是的,说的没错。保证视图一致的事务隔离级别是什么?
可重复读。但是不要忘记了,不是所有的引擎都是支持事物的,所以也就是说,不支持事务的引擎没有办法使用可重复读隔离级别,来保证一致性读。
官方自带的逻辑备份工具是 MySQLdump, 当mysqldump 使用参数 --single-transaction 时候,会启用一个事务,来确保拿到一致性视图。
思考
既然是全库只读,为什么不使用set global readonly=true的方式?
1、在有些系统中,readonly是被用作其他逻辑使用的, 比如判断一个库是否为主库还是备库, 修改 global 变量方式影响太大。
2、异常处理机制上有差异.如果FTWRL命令执行之后客户端发生异常断开, MySQL会自动释放这个全局锁, 整个库是可以正常更新的状态。
但是如果设置了readonly,即使发生异常,数据库会一直保持只读状态,长时间处于不可写的状态,风险极大。
表级锁
MySQL中,表级锁有两种,一种是表锁,一种是元数据锁。
1 表锁
表锁的语法是 lock tables 表名 read、write,可以使用unlock tables 进行主动释放锁,也可以在客户端断开时自动释放。
lock tables 语法除了会限制别的线程读写外,也会限制本线程的操作对象。
例子:
在某个线程A 中执行 lock tables t1 read, t2 write;这个语句,其他线程写t1、读写t2的语句都会被阻塞。同时,线程A在执行unlock tables 之前,也只能执行读 t1, 读写t2的操作。写t1都是不允许的。
可以理解为写是排它锁,写锁意味着其他线程不能读也不能写。读锁是共享锁,加上后其他锁只能读,不能写,本线程也不能写。
2 元数据锁(metadata lock, MDL)
MDL 不需要显式使用, 在访问一个表时会自动加上。MDL的作用是,保证读写的正确性。
如果一个查询正在遍历一个表中的数据,而执行期间另一个线程对这个表结构做变更,删了一列,那么查询线程拿到的结果跟表结构对不上,肯定是不行的。
MDL 是server层的表级锁,也是表结构锁,主要是用于隔离 DML和DDL操作之间的干扰。对一个表进行正删改查操作的时候,加MDL读锁;对一个表做表结构变更的时候,加MDL写锁。(MDL加锁过程是系统自动控制,无法直接干预,读读共享,读写互斥,写写互斥)
读锁之间不互斥,可以有多个线程同时对一张表进行增删改查。
读写锁之间,写锁之间是互斥的,用来保证变更表结构操作的安全性。如果有两个线程同时给一个表加字段,其中一个要等另一个完成后才能执行。
思考
这里我会产生一个疑问,为什么读锁之间不互斥,其他线程还可以进行增删改查?
因为在对一个表进行增删改查的时候,系统会自动加上一个MDL读锁,这个读锁是表结构的读锁,增删改查并不会改变表结构,读锁自然会不会进行互斥,多个线程可以同时进行增删改查操作;
这个时候如果加了读锁,其它线程中有需要改变表结构的,这时改表结构的线程会加上一个MDL写锁,现在读锁和写锁就会进行互斥,所以读锁加了之后,写锁是需要等待的,同理,加了写锁,读锁也需要等待的,其他的写锁也是需要等待的。
为什么我给一个小表加个字段,导致整个库挂掉了?
我们知道,给一个表加字段,修改索引,添加索引,都会进行全表扫描。举个例子:
- session A 启动,这时会对表 t 加上一个 MDL 读锁。
- session B 进行查询,这时也会对表 t 加上一个 MDL 读锁,读锁与读锁之间并不互斥,因此可以正常执行。
- session C 进行表结构修改,此时会对表 t 加上一个 MDL 写锁,这时session A 的 MDL 读锁还未释放,写锁和读锁同时存在,造成互斥,目前只有等待 读锁释放,所以需要等待。
- 这时session D 进行查询,申请MDL读锁,这时候也会被阻塞,处于等待状态。
所有对表操作增删改查都需要申请MDL读锁,就都被锁住,此时的表完全不可读写了。
这里为什么C等待拿锁之后,D也会被阻塞呢?
如果按照并发理解的话,C,D应该是同一等级,都有可能拿到锁,但C读写锁互斥,D为读读锁应该是共享的呀,并不互斥啊?
因为MDL锁在申请时会形成一个队列,队列中 写锁获取优先级高于读锁。一但写锁出现等待,不但当前事务会造成阻塞,同时还会阻塞后续该表的所有操作。
事务一旦申请到MDL锁后,一直等到事务结束后才会进行释放锁。
如何安全的给小表加字段
事务一旦申请到MDL锁后,在语句执行开始申请,语句结束并不会释放锁,一直等到事务结束后才会进行释放锁。
首先要解决长事务,事务不提交,就会一直站着MDL锁。如果要做DDL变更的表刚好有长事务在执行,要考虑暂停DDL,或者kill掉这个长事务。
要变更的表是热点表,数据不大,但请求频繁,现在不得不加字段,该怎么办?
这时候kill掉长事务未必可用了,因为请求很频繁。
在 alter table 语句里面设置等待时间,如果在这个指定等待时间拿到 MDL 写锁最好, 拿不到就先放弃,之后等DBA重试命令重复这个过程。
以上是关于MySQL全局锁和表锁的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章