概述

鎖是計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程或純線程并發(fā)訪問(wèn)某一資源的機(jī)制，這些資源包括CPU、內(nèi)存、I/O等，而在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)也是一種供許多用戶(hù)（進(jìn)程/線程）共享的資源。如何保證數(shù)據(jù)并發(fā)訪問(wèn)的一致性、有效性是所在有數(shù)據(jù)庫(kù)必須解決的一個(gè)問(wèn)題，數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖便是解決這個(gè)問(wèn)題的重要工具。數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)具有4個(gè)屬性，即ACID，其中C即是一致性，所以在數(shù)據(jù)庫(kù)中，鎖和事務(wù)總是息息相關(guān)的。

MySQL中的鎖

在MySQL中，不同的存儲(chǔ)引擎，可能支持的鎖會(huì)有所不同。下面的內(nèi)容主要圍繞使用比較多的InnoDB和MyISAM進(jìn)行描述。

MySQL中的鎖，從粒度即范圍劃分為3類(lèi)：全局鎖、表級(jí)鎖、行級(jí)鎖。實(shí)際上，其它的如BDB存儲(chǔ)引擎還有頁(yè)級(jí)鎖，這里不做介紹。

• 全局鎖

鎖住整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，使得整個(gè)庫(kù)處于只讀狀態(tài)，會(huì)阻塞DML和DDL語(yǔ)句，由MySQL的SQL層實(shí)現(xiàn)。可以使用以下命令為數(shù)據(jù)庫(kù)加全局鎖（簡(jiǎn)稱(chēng)FTWRL)

FLUSH TABLES WITH READ LOCK;

釋放全局鎖命令如下

UNLOCK TABLES;

此外，在客戶(hù)端異常斷開(kāi)后，全局鎖會(huì)自動(dòng)釋放。全局鎖的典型使用場(chǎng)景是，做全庫(kù)邏輯備份（mysqldump）。

• 表級(jí)鎖

針對(duì)當(dāng)前操作的整張表加鎖，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，消耗資源較少，InnoDB和MyISAM均支持表級(jí)鎖。表級(jí)鎖分為表鎖和MySQL5.5版本引入的元數(shù)據(jù)鎖（MDL）兩種。MDL不需要顯式使用，在訪問(wèn)或操作一個(gè)表的時(shí)候會(huì)被自動(dòng)加上。當(dāng)對(duì)一個(gè)表做增刪改查操作的時(shí)候，加MDL讀鎖；當(dāng)要對(duì)表做結(jié)構(gòu)變更操作的時(shí)候，加MDL寫(xiě)鎖。 MDL可以避免讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)突然變更了表結(jié)構(gòu)等元數(shù)據(jù)而導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題。

相關(guān)表級(jí)鎖的一些命令

-- 手動(dòng)增加表鎖(READ為共享讀鎖，WRITE為獨(dú)占寫(xiě)鎖）
LOCK TABLE 表名 READ | WRITE;
-- 查看表鎖情況
SHOW OPEN TABLES;
-- 刪除表鎖
UNLOCK TABLES;

表級(jí)鎖從資源管理角度又分為表共享讀鎖（共享鎖）和表獨(dú)占寫(xiě)鎖（排他鎖）兩種形式。如果對(duì)數(shù)據(jù)表加了共享讀鎖，當(dāng)前會(huì)話只能讀取加鎖的表數(shù)據(jù)，同時(shí)不能增刪改（報(bào)錯(cuò)），也不能讀取其它表數(shù)據(jù)；其它的會(huì)話則可以讀取加鎖的表數(shù)據(jù)，增刪改將被阻塞，但可以操作其它表數(shù)據(jù)。

表共享讀鎖的演示

打開(kāi)一個(gè)客戶(hù)端會(huì)話1，對(duì)tdep表加共享讀鎖，會(huì)話1可以讀取tdep表的數(shù)據(jù)，但不能進(jìn)行增刪改，同時(shí)也不能操作其它表。

會(huì)話1對(duì)tdep表加共享讀鎖的表現(xiàn)

此時(shí)打開(kāi)另外一個(gè)客戶(hù)端會(huì)話2，可以讀取tdep表數(shù)據(jù)，對(duì)tdep表進(jìn)行增刪改將被阻塞，但可以操作其它數(shù)據(jù)表。

其它會(huì)話表現(xiàn)

表獨(dú)占寫(xiě)鎖演示

打開(kāi)一個(gè)客戶(hù)端會(huì)話1，對(duì)tdep表加獨(dú)占寫(xiě)鎖，會(huì)話1可以對(duì)tdep表進(jìn)行增刪改查，但依舊不可以操作其它表。

會(huì)話1對(duì)tdep表加獨(dú)占寫(xiě)鎖的表現(xiàn)

打開(kāi)另外一個(gè)客戶(hù)端會(huì)話2，會(huì)話可以操作其它數(shù)據(jù)表，但對(duì)tdep任何的操作包括select查詢(xún)都會(huì)被阻塞。

其它會(huì)話的表現(xiàn)

查看表級(jí)鎖定的爭(zhēng)用狀態(tài)

mysql> SHOW STATUS LIKE  'table_locks%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Table_locks_immediate | 99    |
| Table_locks_waited    | 0     |
+-----------------------+-------+

其中table_locks_immediate表示產(chǎn)生表級(jí)鎖定的次數(shù)；table_locks_waited表示出現(xiàn)表級(jí)鎖定爭(zhēng)用而發(fā)生等待的次數(shù)。

• 行級(jí)鎖

針對(duì)某行數(shù)據(jù)加鎖（也可能鎖定行之間的間隙），是一種排他鎖，防止其它事務(wù)修改此行。部分存儲(chǔ)引擎支持，比如InnoDB，下面主要講的就是InnoDB的行級(jí)鎖。

InnoDB行鎖是通過(guò)給索引上的索引項(xiàng)加鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此InnoDB這種行鎖實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)意味著：只有通過(guò)
索引條件檢索的數(shù)據(jù)，InnoDB才使用行級(jí)鎖，否則，InnoDB將使用表鎖（自動(dòng)使用表鎖，不需要人員干預(yù)）！

InnoDB的行級(jí)鎖，按照鎖定范圍來(lái)說(shuō)，分為三種：

記錄鎖（Record Locks），鎖定索引中一條記錄；間隙鎖（Gap Locks），要么鎖住索引記錄中間的值，要么鎖住第一個(gè)索引記錄前面的值或者最后一個(gè)索引記錄后面的值，其用于防止插入或更新間隙內(nèi)的數(shù)據(jù)；Next-Key鎖，是索引記錄上的記錄鎖和在索引記錄之前的間隙鎖的組合。

按照功能來(lái)說(shuō)，分為兩種：

共享鎖（S），允許一個(gè)事務(wù)去讀一行，阻止其他事務(wù)獲得相同數(shù)據(jù)集的排他鎖；排他鎖（X），允許獲得排他鎖的事務(wù)更新數(shù)據(jù)，阻止其他事務(wù)取得相同數(shù)據(jù)集的共享讀鎖和排他寫(xiě)鎖。

對(duì)于INSERT、UPDATE、DELETE語(yǔ)句，InnoDB會(huì)自動(dòng)給涉及數(shù)據(jù)集加排他鎖（X)；對(duì)于普通SELECT語(yǔ)句，InnoDB不會(huì)加任何鎖，事務(wù)可以通過(guò)以下語(yǔ)句顯示給記錄集加共享鎖或排他鎖。

-- 使用LOCK IN SHARE MODE手動(dòng)添加共享鎖（S）
SELECT * FROM table_name WHERE condition LOCK IN SHARE MODE;

-- 使用FOR UPDATE手動(dòng)添加排他鎖（x）
SELECT * FROM table_name WHERE condition FOR UPDATE;

使用COMMIT或ROLLBACK語(yǔ)句釋放鎖。

查看行級(jí)鎖爭(zhēng)用狀態(tài)

mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
+-------------------------------+-------+
| Variable_name                 | Value |
+-------------------------------+-------+
| Innodb_row_lock_current_waits | 0     |
| Innodb_row_lock_time          | 0     |
| Innodb_row_lock_time_avg      | 0     |
| Innodb_row_lock_time_max      | 0     |
| Innodb_row_lock_waits         | 0     |
+-------------------------------+-------+

其中第2、3、5項(xiàng)是優(yōu)化或分析問(wèn)題的比較常用指標(biāo)

Innodb_row_lock_current_waits：當(dāng)前正在等待鎖定的數(shù)量；

Innodb_row_lock_time：從系統(tǒng)啟動(dòng)到現(xiàn)在鎖定總時(shí)間長(zhǎng)度；

Innodb_row_lock_time_avg：每次等待所花平均時(shí)間；

Innodb_row_lock_time_max：從系統(tǒng)啟動(dòng)到現(xiàn)在等待最常的一次所花的時(shí)間；

Innodb_row_lock_waits：系統(tǒng)啟動(dòng)后到現(xiàn)在總共等待的次數(shù)；

行鎖基本演示

使用2個(gè)會(huì)話分別連接MySQL服務(wù)器，首先使用會(huì)話1更新tdep表中id為3的記錄，其中id為主鍵，有索引，所以會(huì)自動(dòng)為該記錄加上排他鎖（X），示例中關(guān)閉了自動(dòng)提交，以驗(yàn)證行鎖的效果。

會(huì)話1的表現(xiàn)

此時(shí)會(huì)話2可以更新其它記錄，也可以讀取id為3的記錄，但更新id為3的記錄將被阻塞

其它會(huì)話的表現(xiàn)

行讀鎖（共享鎖）演示

使用會(huì)話1為tdep表中id為3的記錄加上共享鎖，基本上可以做任何的操作

會(huì)話1加行讀鎖的表現(xiàn)

會(huì)話2可以訪問(wèn)其它表的數(shù)據(jù)以及未鎖定的其它行，id為3的行可以讀取但不能更新

其它會(huì)話的表現(xiàn)

行寫(xiě)鎖（排他鎖）演示

會(huì)話1對(duì)tdep表中id為3的記錄加了排他鎖，基本上可以做任何的操作

會(huì)話1加行寫(xiě)鎖的表現(xiàn)

會(huì)話2可以訪問(wèn)tdep表，但不能該記錄進(jìn)行更新或刪除，同時(shí)也不能對(duì)該記錄進(jìn)行加共享鎖或排他鎖。

其它會(huì)話的表現(xiàn)

• 表級(jí)鎖和行級(jí)鎖的比較

表級(jí)鎖：開(kāi)銷(xiāo)小，加鎖快；不會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度大，發(fā)生鎖沖突的概率最高，并發(fā)度最低；

行級(jí)鎖：開(kāi)銷(xiāo)大，加鎖慢；會(huì)出現(xiàn)死鎖；鎖定粒度最小，發(fā)生鎖沖突的概率最低，并發(fā)度也最高；

總結(jié)

關(guān)于InnoDB的行級(jí)鎖，這里主要介紹了記錄鎖。InnoDB行級(jí)鎖是通過(guò)給索引實(shí)現(xiàn)的，只有通過(guò)索引條件檢索的數(shù)據(jù)，InnoDB才使用行級(jí)鎖，否則，InnoDB將自動(dòng)使用表鎖。

對(duì)于INSERT、UPDATE、DELETE語(yǔ)句，InnoDB會(huì)自動(dòng)給涉及數(shù)據(jù)記錄加排他鎖（X)，這意味著其它會(huì)話不能再對(duì)這些記錄進(jìn)行INSERT、UPDATE、DELETE操作以及使用LOCK IN SHARE MODE或FOR UPDATE對(duì)涉及的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行加讀鎖或?qū)戞i，非要操作將被阻塞；

對(duì)于普通SELECT語(yǔ)句，InnoDB不會(huì)加任何鎖，但可以通過(guò)LOCK IN SHARE MODE或FOR UPDATE語(yǔ)句顯示給記錄集加共享鎖或排他鎖。

一條記錄被加了排他鎖之后，其它會(huì)話不能再對(duì)該記錄加鎖，包括共享鎖和排他鎖。但如果一條記錄加的是共享鎖，則其它會(huì)話可以對(duì)該記錄加共享鎖，但不能加排他鎖。即一條記錄可以同時(shí)被多個(gè)會(huì)話加共享鎖，但只能被一個(gè)會(huì)話加排他鎖。

不同于表的獨(dú)占寫(xiě)鎖，行的排他鎖可以允許其它會(huì)話讀取行記錄，而表的獨(dú)占寫(xiě)鎖則不允許其它會(huì)話讀取表中的記錄。即行級(jí)鎖作用是限制了其它會(huì)話對(duì)加鎖的記錄進(jìn)行增刪改，但不限制讀取。