《MySQL实战45讲》读后感 06|全局锁和表锁:给表加个字段怎么有这么多阻碍

收获到的知识点

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

加全局锁的方法一

flush tables with read lock (FTWRL)

当你需要整个库处于只读状态的时候,可以使用这个命令,之后其它的线程会被阻塞:比如dml(数据的增删改)、ddl(建表、修改表结构)

全局锁的使用场景

做全局逻辑备份,也就是把整个库每个表都select出来存成文本

全局锁后整库只读的风险点

如果在主库上备份,那么备份期间都不能进行更新操作,业务基本上就得罢工
如果在从库上备份,那么备份期间从库不能执行主库同步过来的binlog,会导致主从延迟

全局锁既然存在风险,那么备份时一定要加全局锁吗?

假设你现在要维护“极客时间”的购买系统,关注的是用户账户余额表和用户课程表。
现在发起一个逻辑备份。假设备份期间,有一个用户,他购买了一门课程,业务逻辑里就要扣掉他的余额,然后往已购课程里面加上一门课。
如果时间顺序上是先备份账户余额表 (u_account),然后用户购买,然后备份用户课程表 (u_course),会怎么样呢?你可以看一下这个图:
在这里插入图片描述

可以看到,这个备份结果里,用户 A 的数据状态是“账户余额没扣,但是用户课程表里面已经多了一门课”。如果后面用这个备份来恢复数据的话,用户 A 就发现,自己赚了。
作为用户可别觉得这样可真好啊,你可以试想一下:如果备份表的顺序反过来,先备份用户课程表再备份账户余额表,又可能会出现什么结果?
也就是说,不加锁的话,备份系统备份的得到的库不是一个逻辑时间点,这个视图是逻辑不一致的。

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。

Q: 既然官方自带的逻辑备份工具mysqldump可以解决备份时的数据一致性问题,为什么还需要flush tables with read lock (FTWRL)
A:这种方式虽好,但前提是引擎要支持这个隔离级别,比如MyISAM这种不支持事务的引擎,如果备份过程中有更新,总是只能取到最新的数据,那么就破坏备份的一致性,这时就需要使用FTWRL了

加全局锁的方法二

set global readlonly=true

这种方式也可以让全库进入只读状态,但是作者还是建议大家使用FTWRL,主要有以下2个原因:

  • 有些系统中,readonly的值会被用来判断其它逻辑,比如用来判断一个库是主库还是备库,因此,修改global变量的方式影响面更大
  • 在异常处理机制上有差异,如果执行FTWRL命令之后由于客户端发生异常断开,那么MySQL会自动释放这个全局锁,而将整个库设置为readonly之后,如果客户端发生异常,则数据库就会一直保持readonly状态,这样会导致整个库长时间处于不可写状态,风险较高

表级锁

MySQL里面表级锁有2种:表锁和元数据锁(meta data lock,MDL)

加表锁的方法

语法格式:lock tables ... read/write 
实际示例:lock tables t1 read , t2 write;

与FTWRL类似,可以用unlock tables主动释放锁,也可以在客户端断开的时候自动释放。

加元数据锁的方法

元数据锁(meta data 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。
MySQL5.5版本中想入了MDL,当对一个表做增删改查的时候,加MDL读锁; 当对一个表做结构变更操作的时候,加MDL写锁。

  • MDL读锁不互斥,多个线程间可以对同一个表进行增删改查
  • MDL读锁与写锁之间是互斥的, MDL写锁与写锁之间也是互斥的,因此当两个线程要同时对一张表加字段时,其中一个需要等另一个执行完才能开始执行。

课堂问题

Q: 当备库用–single-transaction 做逻辑备份的时候,如果从主库的 binlog 传来一个 DDL 语句会怎么样?

A: 作者回复
假设这个 DDL 是针对表 t1 的, 这里我把备份过程中几个关键的语句列出来:

Q1:SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
Q2:START TRANSACTION WITH CONSISTENT SNAPSHOT;
/* other tables /
Q3:SAVEPOINT sp;
/
时刻 1 /
Q4:show create table t1;
/
时刻 2 /
Q5:SELECT * FROM t1;
/
时刻 3 /
Q6:ROLLBACK TO SAVEPOINT sp;
/
时刻 4 /
/
other tables */

在备份开始的时候,为了确保 RR(可重复读)隔离级别,再设置一次 RR 隔离级别 (Q1);
启动事务,这里用 WITH CONSISTENT SNAPSHOT 确保这个语句执行完就可以得到一个一致性视图(Q2);
设置一个保存点,这个很重要(Q3);
show create 是为了拿到表结构 (Q4),然后正式导数据 (Q5),回滚到 SAVEPOINT sp,在这里的作用是释放 t1 的 MDL 锁 (Q6。当然这部分属于“超纲”,上文正文里面都没提到。
DDL 从主库传过来的时间按照效果不同,我打了四个时刻。题目设定为小表,我们假定到达后,如果开始执行,则很快能够执行完成。

参考答案如下:
如果在 Q4 语句执行之前到达,现象:没有影响,备份拿到的是 DDL 后的表结构。
如果在“时刻 2”到达,则表结构被改过,Q5 执行的时候,报 Table definition has changed, please retry transaction,现象:mysqldump 终止;
如果在“时刻 2”和“时刻 3”之间到达,mysqldump 占着 t1 的 MDL 读锁,binlog 被阻塞,现象:主从延迟,直到 Q6 执行完成。
从“时刻 4”开始,mysqldump 释放了 MDL 读锁,现象:没有影响,备份拿到的是 DDL 前的表结构。

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在这里插入图片描述

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