(八)、锁 (Lock)
1.锁_概述
(1).锁_介绍
锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。在数据库中，除传统的计算资源(CPU、RAM、IO)的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性，有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。
(2).锁_分类
MySQL中的锁，按照锁的粒度分，非为以下三类:
- 全局锁: 锁定数据库中的所有表。
- 表级锁: 每次操作数据锁住整张表。
- 行级锁: 每次操作锁住对应的行数据。
2.锁_全局锁 ⭐
(1).全局锁_介绍
全局锁就是对整个数据库实列加锁，加锁后整个示列就处于只读状态，后续的DML(增加/修改)的写语句，DDL(删除)语句，已经更新操作的事务提交语句都将被阻塞。
典型: 做数据库的逻辑备份，对所有的表进行锁定，从而获取一致性视图，保证数据的完整性。
全局锁: 可以查询、不能读取、删除、修改
(2).全局锁_语法
1.加全局锁的操作
flush tables with read lock;
2. 数据备份的操作
mysqldump -uroot -p 123456 itcast> itcast.sql;
3.解锁
unlock tables;
(3).全局锁_实列
运用全局锁的操作进行备份我们的数据库信息。
注意全局锁:锁的是所有数据库的所有表，不是当前数据库的所有表。
1.我们需要在CMD中运行
mysqldump [-h远程服务器IP] -uroot -p121788 itcast > E:/itcast.sql;
2.在cmd中使用mysqldump这个插件，如果显示没有命令，需要全局配置环境
3.配置环境
4.数据库备份成功!
(4).全局锁_特点
数据库中加全局锁，是一个比较重的操作，存在以下问题:
- 如果在主库上备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本上就得停摆。
- 如果在从库上备份，那么在备份期间从库不能执行主库同步过来的二进制日志(binlog),会导致主从延迟。
在innodb引擎中,我们可以在备份时加上参数 --single-transaction 参数来完成不加锁的一致性数据备份。
mysqldump --single -transaction -uroot -p121788 itcast > E:/itcast2.sql
3.锁_表级锁 ⭐
(1).表级锁_介绍
表级锁，每次操作锁住整张表。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。应用在MyISAM、Innodb、DBD等存储引擎中。
(2).表级锁_分类
- 表锁
- 元数据锁 (meta data lock.MDL)
- 意向锁
4.表级锁_表锁
(1).表锁_分类
- 表共享读锁 (S: share_read) -> (所有客户端都能读取，但是不能增删改，除非解锁)
- 表独占写锁 (X: Exclusive Lock) ->(只有加锁的客户端享有增删改查，其他所有的客户端都没有权力，除非解锁)
(2).表锁_语法
- 加锁
lock tables 表名... read/write。 #读锁或写锁
- 释放锁
unlock tables 或者关闭客户端
如果一个客户端加了锁读锁，那么这个客户端只能读取这个表，不能插入/删除/修改 这个锁。 其他客户端也只能进行读取锁，不能进行插入/删除/修改。 直到这个读锁解开。 (只会阻塞修改/删除/添加)
(3).表锁_示列
1.设置读锁，设置读锁的客户端，修改或者删除表就会报错。另一个客户端可以查询，增删改的时候等待锁的客户端结束才会进行运行否则一直等待不报错。
2.设置写锁: 只有上锁的客户端才能读取和增删改，其他的客户端没有任何权限直到上锁的客户端结束。
(4).表锁_总结
都只能进行访问上锁的表，没上锁的表都不能访问。
5.表级锁_元数据锁
(1).元数据锁_介绍
元数据锁 (meta data lock,MDL) 加锁过程是系统自动控制，无需显示使用，在访问一张表的时候会自动加上。MDL锁主要作用是维护表元数据的数据一致性，在表上有活动事务(未提交的事务)的时候，不可以对元数据进行写入操作。
在MySQL 5.5中引入了MDL,当对一张表进行增删改查的时候，加MDL读锁(共享)；当对表结构进行变更操作的时候，加MDL写锁(排他)。
| 对应SQL | 锁类型 | 说明 |
| lock tables xxx read/write | shared_read_only / shared_no_read_write | |
| select、select … lock in share mode | shared_read(共享读锁) | 与shared_read、shared_write兼容、与exclusive互斥 |
| insert、update、delete、select … for update | shared_write (共享写锁) | 与shared_read、shared_write兼容、与exclusive互斥 |
| alter table … | exclusive (排锁) | 与其他的MDL都互斥 |
(2).元数据锁_示列
1.其他事务运行中，其他客户端可以进行读和取
2. 其他事务运行中，其他客户端不能修改表结构
(3).总结
- 有事务运行的时候，其他客户端不能对表结构进行修改。
- 有事务在运行的时候，其他客户端都可以进行读和写。
1.才查看锁结构 MySQL(5.7+)
select object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks ;
6.表级锁_意向锁 (LS)
(1).意向锁_介绍
为了你面DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在innoDB中引入了意向锁，使得表锁不用检查每行数据是否加锁，使用意向锁来减少表锁的检查。
(2).意向锁_分类
- 意向共享锁(IS): 由语句 select … lock in share mode 添加。
- 意向排他锁(IX): 由insert、update、delete、select … from update添加。
| 锁 | 表锁共享锁(S read) | 表锁排他锁 (X write) |
| 意向共享锁 | 兼容 | 互斥 |
| 意向排他锁 | 互斥 | 互斥 |
意向锁与意向锁之间不会互斥。
(3).意向锁_示列
- 测试意向共享锁与读锁兼容，写锁不兼容
1.设置行锁且加意向锁
select *from emp where id=1 lock in share mode;
2.监视意向锁和行锁 (8.0+)
select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;
- 意向排他锁与读/写锁互斥
update tb_user set name='11' where id=1; • 1
7.锁_行级锁 ⭐
(1).行级锁_介绍
行级锁，每次操作锁住对应的行数据。锁粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度最高。应用在InnoDB存储引擎中。
InnoDB的数据是基于索引组织的，行锁是通过对索引上的索引项加锁来实现的，而不是对记录加的锁。
(2).行级锁_分类
- 行锁 (Record Lock): 锁定单个行记录的锁，防止其他事务对此进行
update和delete。在RC、RR隔离级别下都支持。
- 间隙锁(Gap Lock): 锁定索引记录间隙(不含该记录),确保
索引记录间隙不变(间隙锁),防止其他事务在这个间隙进行insert,产生幻读。(在RR隔离界别下都支持)。
- 临键锁(Next-key lock): 行锁和间隙锁的组合，同时锁住数据，并锁住数据前面的间隙Gap,(在RR隔离级别下支持)。
8.行级锁_行锁
(1).行锁_分类
在InnoDB实现了以下两种类型的行锁:
- 共享锁(S): 允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。(共享锁与共享锁兼容，共享锁与排他锁互斥)
- 排他锁(X): 允许获取排他锁的事务更新数据，组织其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁。(假如一个事务获取了这行的排他锁，那么不允许其他事务获取这行的排他锁和共享锁)
| 请求锁类型 | S(共享锁 read) | X(排他锁 write) | |
| 当前锁类型 | |||
| S(共享锁 read) | 兼容 | 互斥 | |
| X(排他锁 write) | 互斥 | 互斥 |
(2).行锁_语法
| SQL | 行锁类型 | 说明 |
| Insert … | 排他锁 | 自动加锁 |
| update … | 排他锁 | 自动加锁 |
| delete … | 排他锁 | 自动加锁 |
| select (正常) | 不加任何锁 | |
| select … lock in share mode | 共享锁 | 需要手动在select之后加 lock in share moe |
| select … for update | 排他锁 | 需要手动在select之后加 for update |
(3).行锁_演示
默认情况下，InnoDB在 Repeatable Read 事务隔离级别运行，Innodb使用 next-key 锁进行搜索和索引扫描，防止幻读。
- 针对
唯一索引进行检索时，对已存在的记录进行等值匹配上，将会自动有优化行锁。 - 在innoDB的行锁,不通过索引条件检索数据，那么InnoDB将对表中的所有记录加锁，此时 就会升级为表锁。
- 共享锁与共享锁兼容
- 共享锁与排他锁互斥
- 检索条件不是索引的时候，行锁会升级为表锁
检索的条件不是id这写索引。
9.行级锁_间隙锁&临键锁
(1).间隙锁_临键锁示列
默认情况下,InnoDB在 Repeattable Read 事务隔离级别运行，InnoDB使用 next-key 锁进行搜索和索引扫描，以防止幻读。
- 索引上的等值查询(
唯一索引),给不存在的记录加锁时,优化为间隙锁。 - 索引上的等值查询(
二级索引且非唯一),向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-key lock 退化为间隙锁+临键锁。 - 索引上的范围查询(
唯一索引) 会访问到不满足条件的第一个值为止。 退化为临键锁
- 给不存在的记录加锁时，优化为间隙锁
事先删除id为12~15的数据。
- 向右遍历最后一个值不满足的时候 会优化为 临键锁和间隙锁
对age进行添加非唯一索引。
- 范围查找 会转变为间隙锁
从哪开始查就是无穷到哪。
- LS: 代表意向锁。
- S：代表共享锁。
- REC_NOT_GAP: 没有间隙也就是行锁
- GAP：间隙锁
注意: 间隙锁唯一目的是防止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存，一个事务采用的间隙锁不会阻止另一个事务在同一间隙上采用间隙锁。
