数据库锁设计的初衷是处理并发问题
。
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
全局锁
对整个数据库实例加锁,命令是Flush tables with read lock (FTWRL)
只想让整个库处于只读状态时,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。
典型的使用场景:做全库逻辑备份
但是让整个库只读,非常危险:
- 如果在主库上备份,业务停摆
- 如果在从库备份,备份期间从库 不能执行主库同步过来的binlog,主从延迟
备份不加锁的问题:
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:
结果是:💴没扣,课倒是多了。用户爽了。
如果备份表顺序反过来,用户就要闹了,钱扣了课不给我。
如果数据库引擎支持事务(如InnoDB),可以开启一个可重复读的事务,在此期间数据可以正常更新。
如果不支持,那只能加全局读锁Flush tables with read lock (FTWRL)了。
既然要全局可读,为什么不set global readonly=true?
- readonly的值可能会被用来做其他逻辑
- 在异常处理机制上有差异。如果执行FTWRL命令之后客户端发生异常断开,MySQL会自动释放这个全局锁,整个库回到可以正常更新的状态。而将整个库设置为readonly之后,如果客户端发生异常,数据库会一直保持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
表级别的锁有两种:表锁
、元数据锁(meta data lock,MDL)
表锁语法:lock tables … read/write
,与FTWRL类似,可用unlock tables主动释放锁,也可以在客户端断开的时候自动释放。lock tables语法除了会限制别的线程的读写
外,也限定了本线程接下来的操作对象
。
eg:
如果在某个线程A中执行lock tables t1 read, t2 write; 这个语句,则其他线程写t1、读写t2的语句都会被阻塞。同时,线程A在执行unlock tables之前,也只能执行读t1、读写t2的操作。连写t1都不允许,自然也不能访问其他表
元数据锁(meta data lock):不需要显示使用,访问表时自动加上。
作用是保证读写正确性
在MySQL 5.5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,因此可有多个线程同时对一张表增删改查
- 读写锁、写锁之间是互斥的,来保证变更表结构操作的安全性。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。
- sessionA启动,对表加MDL读锁
- sessionB启动,这里也是MDL读锁,前面提到读锁之间不互斥,正常执行
- sessionC改变表结构,需要MDL写锁,但是sessionA的MDL读锁还没有释放,前面提到读写锁之间是互斥的,sessionC被堵塞
- 由于sessionC堵塞,后面所有要在表t上新申请MDL读锁的请求也会被session C阻塞,现在是完全不可读写状态了。
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。
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
。
如何安全地给表加字段?
首先解决长事务,事务不提交,就会一直占着MDL锁。在MySQL的information_schema 库的 innodb_trx 表中可查到当前执行中的事务。如果做DDL变更的表刚好有长事务在执行,要考虑先暂停DDL,或者kill掉这个长事务。
但如果要变更的表是一个热点表,虽然数据量不大,但是上面的请求很频繁,而你不得不加个字段,该怎么做呢?
这时候kill可能未必管用,因为新的请求马上就来了。比较理想的机制是,在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。
MariaDB已经合并了AliSQL的这个功能,所以这两个开源分支目前都支持DDL NOWAIT/WAIT n这个语法。
ALTER TABLE tbl_name NOWAIT add column …
ALTER TABLE tbl_name WAIT N add column …