5.1 MySQL 锁机制

锁机制是 MySQL 用于控制并发访问的重要手段,通过锁定资源避免数据冲突。理解 MySQL 的锁机制,有助于开发者优化数据库性能并处理高并发场景。


1. 锁的概念

锁(Lock)是数据库系统为保证数据一致性和完整性,对特定资源(如表、行)设置的访问限制。通过锁机制,可以实现以下目标:

  • 保证事务的隔离性。
  • 防止数据读写冲突。
  • 提升并发性能。

2. 全局锁

2.1 概念

全局锁是针对整个数据库实例的一种锁机制。一旦加锁,所有对数据库的读写操作都会被阻塞。

2.2 作用和原理

全局锁的常见使用场景是数据备份,利用全局锁可以保证备份期间数据的一致性。

2.3 缺点和优点

优点缺点
能保证数据库的全局一致性会阻塞所有读写操作,影响性能
适用于小型业务场景不适合高并发、大规模业务场景

2.4 对应的业务场景

  • 数据库全量备份。
  • 需要短时间冻结业务的场景。

2.5 操作指令

  • 加锁:

    FLUSH TABLES WITH READ LOCK;
    
  • 数据备份: 使用 mysqldump 工具时,搭配

    --lock-all-tables
    

    参数。

    mysqldump --lock-all-tables -u root -p dbname > backup.sql
    
  • 解锁:

      UNLOCK TABLES;
    

2.6 案例

-- 加锁
FLUSH TABLES WITH READ LOCK;-- 数据备份
mysqldump --lock-all-tables -u root -p test_db > backup.sql-- 解锁
UNLOCK TABLES;

3. 表锁

3.1 简介

表锁是对整个表加锁,控制表的读写权限。表锁的范围比行锁更大,但实现简单。

3.2 分类

  • 表锁:直接对表进行锁定。
  • 元数据锁:用于保护表的元数据结构。
  • 意向锁:用来协调表锁和行锁。

3.3 表锁

分类及特点
类型特点
表共享读锁(S锁)允许多个事务同时读取表,但不允许写入
表独占写锁(X锁)阻塞所有读写操作,仅允许持有锁的事务操作表
加锁和查看锁
  • 加锁:

    LOCK TABLES table_name READ; -- 表共享读锁
    LOCK TABLES table_name WRITE; -- 表独占写锁
    
  • 解锁:

      UNLOCK TABLES;
    
  • 查看锁状态:

      SHOW OPEN TABLES WHERE In_use > 0;
    
案例
-- 给表加共享读锁
LOCK TABLES employees READ;-- 查询数据
SELECT * FROM employees;-- 解锁
UNLOCK TABLES;

3.4 元数据锁(MDL)

概念和作用

元数据锁是 MySQL 用于保护表结构的锁,当执行 ALTER TABLEDROP TABLE 时,会自动加上 MDL 锁。

查看锁状态
SHOW PROCESSLIST;
案例
-- 开启事务
START TRANSACTION;-- 查询表数据(持有 MDL 锁)
SELECT * FROM employees;-- 在另一个会话尝试修改表结构
ALTER TABLE employees ADD COLUMN age INT;
-- 此时会发现 ALTER 操作被阻塞。

3.5 意向锁

简介和作用

意向锁是表锁和行锁之间的一种协作机制,用于标记事务对表中某些行的意图。

分类
锁类型含义
意向共享锁(IS)标识事务想获取行级共享锁
意向排它锁(IX)标识事务想获取行级排它锁
兼容关系
表锁类型ISIXSX
IS
IX
S
X
案例
-- 开启事务
START TRANSACTION;-- 更新某行数据(自动加 IX 锁和行级锁)
UPDATE employees SET name = 'John' WHERE id = 1;-- 查看锁信息
SHOW ENGINE INNODB STATUS;

4. 行级锁

4.1 简介

行级锁是最细粒度的锁,用于锁定表中的特定行,减少并发冲突。


4.2 分类

行锁
  • 共享锁(S 锁):允许其他事务读取,但不允许写入。

     SELECT * FROM employees WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;
    
  • 排它锁(X 锁):禁止其他事务的读写。

    SELECT * FROM employees WHERE id = 1 FOR UPDATE;
    
间隙锁
  • 锁定索引之间的范围,防止插入操作。
  • 适用于 范围查询(如 BETWEEN)。
临建锁
  • 间隙锁和行锁的组合,用于防止幻读。

4.3 案例

-- 开启事务
START TRANSACTION;-- 加行级共享锁
SELECT * FROM employees WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;-- 加行级排它锁
SELECT * FROM employees WHERE id = 1 FOR UPDATE;-- 提交事务
COMMIT;

通过以上内容,可以掌握 MySQL 锁的分类、使用场景及实际操作方法。这些知识对于优化并发性能和解决锁冲突问题至关重要。

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