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前言

在最近一个需求的上线过程中出现了较大的麻烦,原因是当时 rd 没有对一个表的新字段加索引,导致上线后接口响应变慢,之后在找 DBA 加索引的时候,DBA 对该表进行了 kill 链接操作,之后才将索引加上。当时还不懂原理,最近正好学习到了这门课程,了解了当时为什么这么操作。

接下来就来介绍下涉及到的锁的相关知识点。

数据库锁设计的初衷是处理并发问题。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的访问规则。而锁就是用来实现这些访问规则的重要数据结构。根据加锁的范围,MySQL 里面的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类。


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:

1
Flush tables with read lock;

释放全局锁:

1
unlock tables;

当你需要让整个库处于只读状态的时候,可以使用这个命令,之后其他线程的以下语句会被阻塞:数据更新语句(数据的增删改)、数据定义语句(包括建表、修改表结构等)和更新类事务的提交语句。

全局锁的典型使用场景是,做全库逻辑备份。也就是把整库每个表都 select 出来存成文本。

对于不支持事务的 MyISAM 等存储引擎,可以使用该方法来进行备份,而对于支持事务的 InnoDB 存储引擎,可以直接使用 MySQL 官方自带的逻辑备份工具 mysqldump ,当 mysqldump 使用参数–single-transaction 的时候,导数据之前就会启动一个事务,来确保拿到一致性视图。而由于 MVCC 的支持,这个过程中数据是可以正常更新的。


表级锁

MySQL 里面表级别的锁有两种:一种是 表锁 ,一种是 元数据锁(meta data lock,MDL)


表锁

表锁的语法:

1
2
3
lock tables t read;
lock tables t write;
unlock tables;

作用:

  • 加读锁:本线程可读,不可写;其他线程可读,不可写。
  • 加写锁:本线程可读,可写;其他线程不可读,不可写。

元数据锁

另一类表级的锁是 MDL(metadata lock) 。MDL 不需要显式使用,在访问一个表的时候会被自动加上。MDL 的作用是,保证读写的正确性。你可以想象一下,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。

因此,在 MySQL 5.5 版本中引入了 MDL,当对一个表做增删改查操作的时候,加 MDL 读锁;当要对表做结构变更操作的时候,加 MDL 写锁。

  • 读锁之间不互斥,因此你可以有多个线程同时对一张表增删改查。
  • 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。因此,如果有两个线程要同时给一个表加字段,其中一个要等另一个执行完才能开始执行。

事务中的 MDL 锁,在语句执行开始时申请,但是语句结束后并不会马上释放,而会等到整个事务提交后再释放。

示例

我们可以看到 session A 先启动,这时候会对表 t 加一个 MDL 读锁。由于 session B 需要的也是 MDL 读锁,因此可以正常执行。

之后 session C 会被 blocked,是因为 session A 的 MDL 读锁还没有释放,而 session C 需要 MDL 写锁,因此只能被阻塞。

如果只有 session C 自己被阻塞还没什么关系,但是之后所有要在表 t 上新申请 MDL 读锁的请求也会被 session C 阻塞。前面我们说了,所有对表的增删改查操作都需要先申请 MDL 读锁,就都被锁住,等于这个表现在完全不可读写了。

如果某个表上的查询语句频繁,而且客户端有重试机制,也就是说超时后会再起一个新 session 再请求的话,这个库的线程很快就会爆满。

你现在应该知道了,事务中的 MDL 锁,在语句执行开始时申请,但是语句结束后并不会马上释放,而会等到整个事务提交后再释放。

那么如何安全地给小表加字段?

alter table 语句里面设定等待时间,如果在这个指定的等待时间里面能够拿到 MDL 写锁最好,拿不到也不要阻塞后面的业务语句,先放弃。之后开发人员或者 DBA 再通过重试命令重复这个过程。


行锁