全局鎖

全局鎖是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例加鎖，整個(gè)庫處于只讀狀態(tài)。

 flush tables with read lock 

適用場(chǎng)景

全局鎖適用于做全庫邏輯備份，但是整個(gè)庫處于只讀狀態(tài)，在備份期間，所有的更新操作、DDL將會(huì)被阻塞，會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

single-transaction

mysqldump備份時(shí)可以使用–single-transaction參數(shù)，在備份數(shù)據(jù)之前啟動(dòng)一個(gè)事務(wù)，借助于MVCC獲取到一致性視圖，保證在備份的過程中，還支持?jǐn)?shù)據(jù)的更新操作。

但是single-transaction只能用于支持事務(wù)的引擎，比如MyISAM不支持事務(wù)，所以使用MyISAM引擎的時(shí)候，是無法使用single-transaction的。

表級(jí)鎖

表級(jí)鎖分為表鎖和元數(shù)據(jù)鎖。

表鎖

表鎖從名字上就可以看出鎖的是數(shù)據(jù)庫表（Table），語法為：

# 鎖住某張表
lock tables 表名 read/write
# 釋放鎖
unlock tables 表名

因?yàn)楸礞i的粒度太大，將整張表鎖住，所以一般不使用表鎖。

元數(shù)據(jù)鎖MDL

元數(shù)據(jù)鎖（meta data lock）不需要顯示的使用，訪問表的時(shí)候會(huì)自動(dòng)添加MDL鎖，添加MDL鎖的原因是防止表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不一致，假設(shè)查詢數(shù)據(jù)的過程中，突然表結(jié)構(gòu)被修改了，與最開始拿到的表結(jié)構(gòu)不一致，在某些場(chǎng)景下可能會(huì)影響非常大。

MDL讀鎖

在對(duì)表做增刪改查的時(shí)候，添加的是MDL讀鎖。

為什么添加的是讀鎖？

因?yàn)樽x鎖之間不互斥，可以保證多個(gè)線程同時(shí)對(duì)一張表進(jìn)行增刪改查。

MDL寫鎖

在對(duì)表結(jié)構(gòu)做修改的時(shí)候，添加的是MDL寫鎖。

為什么是寫鎖？

因?yàn)閷戞i與讀鎖之間相互互斥，當(dāng)然寫鎖和寫鎖之間更是互斥的，既然要保證數(shù)據(jù)修改的安全性，那么如果有讀操作在進(jìn)行，是不能進(jìn)行表結(jié)構(gòu)變更操作的，反之亦是如此，如果正在修改表結(jié)構(gòu)，也是不能進(jìn)行讀操作的，必須要等待前一個(gè)操作完成才可以進(jìn)行下一個(gè)操作。所以使用了寫鎖，通過互斥保證數(shù)據(jù)操作的安全性。

需要注意的是在事務(wù)中添加MDL鎖的時(shí)候，直到整個(gè)事務(wù)提交后才會(huì)釋放鎖，如果此時(shí)遇到長(zhǎng)事務(wù)，就會(huì)一直占用鎖。如果在這種情況下需要修改表結(jié)構(gòu)，可以通過以下兩種方式：

1. 通過innodb_trx查詢事務(wù)的trx_mysql_thread_id，將事務(wù)kill掉：

   mysql> SELECT trx_id, trx_state, trx_started, trx_mysql_thread_id,trx_autocommit_non_locking  FROM  information_schema.innodb_trx; 
   +-----------------+-----------+---------------------+---------------------+----------------------------+
   | trx_id          | trx_state | trx_started         | trx_mysql_thread_id | trx_autocommit_non_locking |
   +-----------------+-----------+---------------------+---------------------+----------------------------+
   | 422151119956664 | RUNNING   | 2021-07-02 23:27:06 |                   5 |                          0 |
   +-----------------+-----------+---------------------+---------------------+----------------------------+
   1 row in set (0.00 sec)
   

   kill事務(wù)命令：kill 事務(wù)線程ID(trx_mysql_thread_id)

   mysql> kill 5;
   Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
   

2. 如果請(qǐng)求很頻繁，可能剛kill掉就有新的事務(wù)到來，這個(gè)時(shí)候可以在修改表結(jié)構(gòu)的時(shí)指定等待時(shí)間來獲取MDL鎖，如果在等待時(shí)間內(nèi)都沒有拿到鎖，就先放棄，之后在合適的時(shí)間再修改表結(jié)構(gòu)。

行鎖

行鎖鎖住的是數(shù)據(jù)庫表的行記錄，但不是所有的引擎都支持行鎖，比如MyISAM就不支持，所以對(duì)于MyISAM只能使用表鎖。

如果某個(gè)字段存在索引，那么以該字段為查詢條件時(shí)添加的行鎖只需要鎖住滿足條件的數(shù)據(jù)行即可，如果不存在索引，MySQL需要全表掃描查找數(shù)據(jù)，此時(shí)會(huì)鎖住所有的行，也就是退化為了表鎖。

兩階段鎖協(xié)議

在InnoDB事務(wù)中，行鎖在需要的時(shí)候才加上，比如開始執(zhí)行一個(gè)UPDATE語句，但是并不是UPDATE語句結(jié)束之后鎖就釋放了，而是在事務(wù)結(jié)束之后才釋放，所以在實(shí)際開發(fā)中，可以將容易引起鎖沖突的操作盡量往后放，減少鎖的時(shí)間。

間隙鎖Gap Lock

MySQL默認(rèn)的隔離級(jí)別為可重復(fù)讀，以下情況沒有特殊說明，默認(rèn)都是在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下。

當(dāng)前讀和快照讀
在看間隙鎖之前先看下MySQL的當(dāng)前讀和快照讀。

快照讀
MySQL的MVCC機(jī)制，在每個(gè)事務(wù)開啟時(shí)會(huì)為其生成一個(gè)一致性視圖，以此實(shí)現(xiàn)讀提交/可重復(fù)讀隔離級(jí)別，快照讀指的就是從這個(gè)生成的一致性視圖讀取數(shù)據(jù)。
關(guān)于MVCC機(jī)制可參考：【MySQL】MVVC機(jī)制

當(dāng)前讀
當(dāng)前讀指的是讀取undo log版本鏈中最新的記錄，也就是讀取最新的數(shù)據(jù)（已經(jīng)提交的），如果是更新（update/insert/delete）操作都是當(dāng)前讀，select在可重復(fù)讀的隔離級(jí)別下是快照讀，不過可以使用以下語句使其變成當(dāng)前讀：

select xx from xx lock in share;
select xx from xx for update;

lock in share mode會(huì)加讀鎖，for update會(huì)加寫鎖，這兩種語句都會(huì)進(jìn)行當(dāng)前讀。

間隙鎖
行鎖是在數(shù)據(jù)表行記錄上添加的鎖，并不能鎖住間隙，如果有INSERT操作，一樣可以執(zhí)行成功，此時(shí)就出現(xiàn)了幻讀問題，為了解決幻讀的問題，引入了間隙鎖Gap Lock。間隙鎖，就是在行與行之間的間隙處也增加了鎖，它鎖住的是一個(gè)范圍區(qū)間，范圍左右都是開區(qū)間。

來看一個(gè)例子，現(xiàn)有一張user表，分別有id（主鍵索引）、name、age三個(gè)字段，有以下1條數(shù)據(jù)：

假設(shè)沒有間隙鎖，加鎖時(shí)只針對(duì)記錄加行鎖，來看一個(gè)例子：

1. 事務(wù)A在T1時(shí)刻查詢age為15的數(shù)據(jù)，這里使用for update表示當(dāng)前讀，并且對(duì)這條記錄加鎖，此時(shí)可以查到一條記錄；

2. T2時(shí)刻，事務(wù)B又新增了一條age為15的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了提交；

3. T3時(shí)刻事務(wù)A中再查詢時(shí)，使用了當(dāng)前讀，會(huì)發(fā)現(xiàn)可以查到兩條記錄，多出了一條age為15（事務(wù)B提交的那條）的數(shù)據(jù)，與T1時(shí)刻的數(shù)據(jù)不一致，此時(shí)就產(chǎn)生了幻讀；
   

為什么使用for update進(jìn)行當(dāng)前讀？

因?yàn)镸ySQL默認(rèn)隔離級(jí)別是可重復(fù)讀，如果不使用for update進(jìn)行當(dāng)前讀，事務(wù)開啟時(shí)創(chuàng)建一致性視圖，使用的是快照讀，所以讀不到本事務(wù)開啟后其他事務(wù)所做的操作，不會(huì)出現(xiàn)幻讀。
而for update每次都要讀取最新的數(shù)據(jù)，所以會(huì)出現(xiàn)幻讀問題。

為什么會(huì)出現(xiàn)幻讀？

for update已經(jīng)加了寫鎖，按理說age為15的數(shù)據(jù)應(yīng)該都會(huì)被鎖住才對(duì)，為什么還可以新增一條age為15的數(shù)據(jù)？
因?yàn)樾墟i只能鎖住某行數(shù)據(jù)，由于age字段上沒有加索引，會(huì)鎖住所有行，但是并沒有鎖住行之間的間隙，此時(shí)新增的那條數(shù)據(jù)還不存在，可以利用間隙這個(gè)漏洞新增一條age為15的數(shù)據(jù)。

為了解決幻讀問題，引入了間隙鎖，假設(shè)當(dāng)前表中有三條數(shù)據(jù)，age分別為15、20、25：

此時(shí)會(huì)存在四個(gè)間隙：
(-∞,15)、(15,20)、(20,25)、(25,+∞)

如果此時(shí)在age上執(zhí)行查詢（for update當(dāng)前讀，會(huì)加寫鎖）：

select * from test where age = 15 for update;

因?yàn)閍ge列沒有添加索引，mysql會(huì)鎖住所有行以及行之間的間隙，同一個(gè)時(shí)刻另外一個(gè)事務(wù)再執(zhí)行INSERT語句：

insert into user(id, name, age) values(2, b, 15);

由于所有的區(qū)間都加了鎖，此時(shí)會(huì)被阻塞，這樣就防止了幻讀。

需要注意間隙鎖在在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下才會(huì)生效。

臨鍵鎖next-key lock

行數(shù)鎖住的是某行記錄，間隙鎖鎖的是行之間的間隙（左右都是開區(qū)間），將行數(shù)和間隙鎖結(jié)合起來就是臨鍵鎖next-key lock，每個(gè)next-key lock都是左開右閉區(qū)間，以上面為例，next-key lock的所有區(qū)間為：

(-∞，15]、(15，20]、(20，25]、(25，+supremum]

InnoDB會(huì)為每個(gè)索引增加一個(gè)不存在的最大值supremum。

在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下，MySQL的加鎖基本單位是臨鍵鎖，不過有兩個(gè)優(yōu)化：

1. 索引上進(jìn)行等值查詢，如果是唯一索引，臨鍵鎖將會(huì)退化為行鎖；
2. 索引上進(jìn)行等值查詢，向右遍歷時(shí)且最后一個(gè)值不滿足等值條件時(shí)，臨鍵鎖退化為間隙鎖；

第一個(gè)優(yōu)化比較好理解，因?yàn)槭俏ㄒ凰饕瑸榱颂岣咝阅?，可以退化為行鎖，只需要對(duì)那條數(shù)據(jù)加鎖即可。

來看第二個(gè)優(yōu)化，還是以上面的user表為例，有id（主鍵索引）、name（未添加索引）、age（添加了索引，注意與上面的例子區(qū)別，這里加了索引）三個(gè)字段，此時(shí)有以下數(shù)據(jù)：

此時(shí)next-key lock區(qū)間為：
(0，15]、(15，20]、(20，+supremum]

1. T1時(shí)刻使用lock in share mode從user表中查詢age是15的id；
   由于默認(rèn)加鎖單位是臨鍵鎖，此時(shí)會(huì)給(0，15]這個(gè)區(qū)間加臨鍵鎖，由于age列是普通索引，需要繼續(xù)向右遍歷區(qū)間，查到age為20停止，訪問到的對(duì)象都要加鎖，
   所以本應(yīng)該對(duì)(15，20]這個(gè)區(qū)間也加鎖，但是根據(jù)優(yōu)化2，這個(gè)區(qū)間的最后一個(gè)值20不滿足age=15這個(gè)等值條件，所以退化為間隙鎖(15，20)。

2. T2時(shí)刻，向user表插入age為17的數(shù)據(jù)，由于對(duì)(0，15]和(15，20)這兩個(gè)區(qū)間加鎖，所以session B會(huì)進(jìn)行阻塞；

MySQL在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下是否能解決幻讀問題？

答案是不能，MVCC機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)讀提交/可重復(fù)讀兩個(gè)級(jí)別，在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下，如果使用快照讀，確實(shí)可以避免出現(xiàn)幻讀的問題：

1. 事務(wù)A在T1時(shí)刻查詢age為15的數(shù)據(jù)，注意這里是普通的select語句是快照讀，此時(shí)可以查到一條記錄；

2. T2時(shí)刻，事務(wù)B又新增了一條age為15的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了提交；

3. T3時(shí)刻事務(wù)A中再查詢時(shí)，同樣使用快照讀，由于是從一致性視圖中讀取，并不會(huì)讀到事務(wù)B提交的數(shù)據(jù)；

在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下，如果使用當(dāng)前讀，由于臨鍵鎖和間隙鎖的存在，也可以避免幻讀，上面的臨鍵鎖和間隙鎖的例子都可以說明。

不過這并不等價(jià)于在可重復(fù)讀隔離級(jí)別下就可以避免幻讀的問題，來看一個(gè)例子：

1. 事務(wù)A在T1時(shí)刻查詢age為15的數(shù)據(jù)，注意這里是普通的select語句是快照讀，此時(shí)可以查到一條記錄；

2. T2時(shí)刻，事務(wù)B又新增了一條age為15的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了提交；

3. T3時(shí)刻事務(wù)A中再查詢時(shí)，使用for update進(jìn)行當(dāng)前讀，此時(shí)依舊可以查詢到事務(wù)B提交的數(shù)據(jù)，所以就出現(xiàn)了幻讀；

所以如果有快照讀又有當(dāng)前讀的情況下，并不能解決幻讀問題。

死鎖

在使用鎖的過程中，如果不同線程之間出現(xiàn)循環(huán)依賴資源，都在互相等待對(duì)方釋放鎖，就有可能造成死鎖。

同樣以上面的user表為例：

1. T1時(shí)刻事務(wù)A更新id為1的數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)id為1的行加鎖；
2. T2時(shí)刻事務(wù)B更新id為2的數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)id為2的行加鎖；
3. T3時(shí)刻事務(wù)A同樣去更新id為2的數(shù)據(jù)，此時(shí)已被事務(wù)B加鎖，只能等待；
4. T4時(shí)刻事務(wù)B需要更新id為1的數(shù)據(jù)，而這行數(shù)據(jù)已經(jīng)被事務(wù)A加鎖，事務(wù)B只能等待；
5. 事務(wù)A和事務(wù)B互相等待對(duì)方占有的鎖，形成循環(huán)，造成死鎖；

對(duì)于死鎖的解決方案有以下兩種：
（1）通過innodb_lock_wait_timeout指定超時(shí)時(shí)間，默認(rèn)值是50s，如果在某個(gè)時(shí)間內(nèi)還沒有獲取到鎖就超時(shí)放棄。
（2）將innodb_deadlock_detect設(shè)置為on開啟死鎖檢測(cè)，每個(gè)事務(wù)到來被鎖阻塞的時(shí)候，都會(huì)檢測(cè)是否有可能導(dǎo)致死鎖，當(dāng)然開啟死鎖檢測(cè)是有性能消耗的，高并發(fā)情況下需要消耗大量的CPU資源。

參考
極客時(shí)間 --- 林曉斌（丁奇）：MySQL實(shí)戰(zhàn)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-746078.html

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