MySQL学习之MySQL基本架构与锁

MySql架构

• SQL Layer
  • Connection Pool : 连接池，用于接收连接请求和管理连接。
  • ManagementService&Utilities 管理服务组件和工具组件，主要提供了一些备份，安全，主从，集群，等功能。
  • SQL Interface：主要提供了SQL语句接口。包括SQL解析器，优化器，缓存等。将我们输入的SQL语句，解析成节点树，然后传递给存储引擎执行。
• Storage Engine Layer：可插拔式的存储引擎。常用的有InnoDB，MyISAM等
• File System : 底层文件系统。保存数据，索引，日志等文件。

MySQL锁

锁的分类

按粒度分

• 全局锁（锁database，由SQL Layer层实现）

• 表级锁（由SQL Layer层实现）

  • 表数据锁
  • 元数据锁

• 行级锁（由存储引擎实现，如InnoDB）:

  可以锁行，也可以锁行与行之间的间隙

按功能分

• 共享锁（S锁）（读锁）
• 排他锁（X锁）（写锁）

锁的演示

表锁

• 表数据锁

-- 对product表加读锁
-- 其他进程仍然可以对product表进行读取，但不能写(包括加读锁本身这个进程，也无法写)
lock table product read;
-- 加锁后，该进程只能访问product表,无法访问其他表。
select * from seller;
ERROR 1100 (HY000): Table 'seller' was not locked with LOCK TABLES
-- 当然可以让当前进程给seller表加锁
lock table seller read;
-- 如此以来，便可以访问seller表，但由于一个进程只能持有一个表锁，故原先的product表锁被释放，product表无法访问


-- 其他未持有锁的session可以访问任意表

-- 释放锁
unlock tables;
-- 或者
unlock table; 
-- 上面两句效果一样
-- 只会释放当前连接进程所持有的表锁，而不是释放所有锁，

-- 对product表加写锁
lock table product write;
-- 其他线程对product表既不能读，也不能写


-- 查看表锁状态
show open tables;

-- 注意，一个连接进程，最多只能持有1个表锁

• 元数据锁（Meta Data Lock）

MDL无需显式使用，在访问一个表时，会自动加元数据锁。MDL的作用是为了保证读写的正确性。

MDL读锁：在对某个表进行增删改查操作时，加MDL读锁。

MDL写锁：在对某个表的结构进行修改(DDL)时，加MDL写锁。

读锁之间不互斥，读写，写写之间互斥。这样是为了保证对表结构操作的安全性。

MDL可以认为是表结构锁。需要改表结构时，自动加MDL写锁，其他时候加MDL读锁

DML,DQL语句，会自动加MDL的读锁

DDL语句，会自动加MDL的写锁

-- 线程A
begin;
select * from product;
-- 在一个事务内，MDL锁是一直被持有的

-- 此时另起一个，线程B
alter table product add type varchar(10);
-- 执行上面的sql，会发现被阻塞住，因为线程B这一句需要MDL写锁

-- 再回到线程A
commit;
-- 线程A提交事务后，释放MDL读锁
-- 此时能看到线程B的sql执行成功

注意：如上图所示，session A 和 session B可以正常执行，session C 就被阻塞了，因为session C需要申请MDL写锁，关键是，session D也会被阻塞。当session A 提交后，会先执行session D，最后再执行session C。

观察发现，如果先开启事务，在事务里执行DDL，先不提交当前事务。再另起一个线程，执行DML，发现DML不会被阻塞。

这是因为DDL在执行完成后，会自动立刻commit（自动commit后会释放MDL写锁）。

申请MDL锁的操作会形成一个队列，队列中写锁获取优先级高于读锁。一旦出现写锁等待，不但当前操作会被阻塞，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，直到事务执行完才会将锁释放。（这里有种特殊情况如果事务中包含DDL操作，mysql会在DDL操作语句执行前，隐式提交commit，以保证该DDL语句操作作为一个单独的事务存在，同时也保证元数据排他锁的释放。

行锁

行锁是由存储引擎实现的。InnoDB支持行锁和事务，MyISAM不支持行锁和事务。

InnoDB的行锁是通过给索引项加锁实现的。所以，若不是通过索引条件检索的数据，InnoDB会使用表锁。

InnoDB的行锁

按照锁定范围分3种：

• Record Lock：记录锁，锁定索引中的一条记录
• Gap Lock：间隙锁，锁定记录间的间隙
• Next-Key Locks：记录锁+间隙锁组合

按功能分为

• 共享读锁
• 排他写锁

DML语句（INSERT/UPDATE/DELETE）会自动加上排他锁

对于普通SELECT语句，InnoDB不加锁（是通过MVCC的一致性非锁定读的方式完成的，这个后序再做总结），可以通过以下方式，手动添加锁

-- 共享读锁
SELECT * FROM product LOCK IN SHARE MODE;

-- 排他写锁
SELECT * FROM product FOR UPDATE;

-- 查看行锁情况
show status like '%innodb_row_lock%';

意向锁

是InnoDB实现的表级锁，在内部使用，无需用户干预。

MySQL有多粒度的锁实现，即行锁和表锁。那么意向锁存在的意义是为了协调行锁和表锁。试想事务A申请了某表某一行的写锁X，事务B申请了该表的写锁X，那么事务B按理说也能修改事务A锁定的某一行，这就产生了冲突。如果没有意向锁，某事务申请表锁时，可能就得一行一行的扫描，看看是不是所有行都没有锁，所有行都没锁时，才能成功加表锁。这样效率就会很低。

所以意向锁的作用就是表明某个事务有加行锁的意图，即，有人锁住了某一行，或者将要锁住某一行，这样在其他人在加表锁时，就能直接根据意向锁的情况，判断是否能够加表锁，而不必一行一行扫描了。

意向共享锁 （IS）：加行共享锁前，必须先取得IS锁

意向排他锁（IX）：加行排他锁前，必须先取得IX锁

意向锁的作用主要是为了在针对全表操作时获得性能提升。

比如：事务A对某一行加了锁（无论是读锁还是写锁），事务B尝试加表锁，这时如果没有意向锁，就需要遍历检测每一行是否持有行锁，这样性能是极低的。

意向锁只和表锁互斥。

对于上表，可以做如下理解：

若某个表存在IS锁，说明有个事务对某一行加了读锁，此时若要对该表加表锁，只能加S锁，不能加X锁。所以IS和S兼容，和X互斥。

若某个表存在IX锁，说明有个事务对某一行加了写锁，此时若要对该表加表锁，都会被阻塞，S锁和X锁都不能加。所以IX和S和X都互斥。

IX和IX可以共存，可以理解为，有2个事务分别对不同的行加了写锁。

到此这篇关于MySQL学习之MySQL基本架构与锁的文章就介绍到这了,更多相关MySQL基本架构与锁内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！