python mysql互斥锁 mysql 读写锁和互斥锁的区别

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码海航行侠 2023-09-03 21:26:42

文章标签 python mysql互斥锁数据库队列多线程 mysql 文章分类 Python 后端开发

MySQL锁

1、基本概念

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。在数据库中的数据也是一种供多个用户使用的共享资源，

当多个用户并发地存取数据时，在数据库加锁的目的可以保证数据库数据的一致性。

锁的类型

在数据库中，对数据的操作其实只有两种，即读和写，所以可用共享锁和互斥锁实现，即共享锁间之间是兼容的，而互斥锁间不兼容。

共享锁(读锁)：允许事务读
互斥锁(写锁)：允许事务删除或者更新一行数据

共享锁代表了读操作、互斥锁代表了写操作，所以我们可以在数据库中并行读，但是只能串行写，只有这样才能保证不会发生线程竞争，实现线程安全。

锁的粒度

我们按照锁的粒度可以分为全局锁、表锁和行锁，不同的存储引擎拥有的锁粒度是不同的

在下面的文章中，我们按照锁粒度的划分分别学习全局锁、表级锁和行锁

2、全局锁

2.1基本概念

从名称上就可以看出，全局锁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，即Flush tables with read lock (FTWRL)。当对数据库使用这个命令时，数据库将会处于只读状态，之后的其它线程的语句：如数据更新语句(数据的增删改)DML，数据的定义语句(表结构的修改)DDL均会被阻塞。

2.2使用场景

全局锁的典型使用场景是做数据库逻辑备份，也就是将整个库中的所有表都select出来存成文本。在备份过程中的整个库要处于只读状态，这会存在以下问题

如果你在主库上备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本上就能停止
如果你在从库上备份，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。

如果选用的引擎不支持事务(如MyISAM)，在对数据库做逻辑备份时只能选择FTWRL。如果引擎支持事务，并且支持可重复读的隔离级别(如InnoDB)，我们就可以用一致性视图来做备份，MySQL自带的逻辑备份工具是mysqldump。当mysqldump使用参数-single-transaction时，导入数据之前就可以启动一个事务，来确保拿到一致性视图。在MVCC的支持下，导入数据的过程中是可以正常更新的。

2.3lock/unlock命令

全局锁加锁命令

flush tables with read lock
复制代码

释放全局锁的命令

unlock tables
复制代码

断开连接也能释放全局锁

3、表级锁

MySQL的表级锁有两种：表锁，元数据锁(meta data lock MDL)，

3.1表锁

表锁的语法是:lock tables ... read/write，可以利用unlock tables主动释放锁，也可以在连接断开时自动释放。需要注意的是，lock tables除了限制其它线程的读写，也会限制自身接下来的操作对象

举例

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。与此同时，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。

这种操作整个表的影响很大，所以对于使用InnoDB引擎下，一般不适用lock tables命令控制并发。

3.2MDL

MDL全称是metadata lock，即元数据锁，它的作用主要是为了维护表中数据的一致性，即用于解决DDL操作与DML操作的一致性。

解决的问题

其主要解决了2个问题，一个是事务隔离问题，比如在可重复隔离级别下，会话A在2次查询期间，会话B对表结构做了修改，两次查询结果就会不一致，无法满足可重复读的要求；另外一个是数据复制的问题，比如会话A执行了多条更新语句期间，另外一个会话B做了表结构变更并且先提交，就会导致slave在重做时，先重做alter，再重做update时就会出现复制错误的现象。

元数据锁是server层的锁，表级锁，每执行一条DML、DDL语句时都会申请MDL锁，DML操作需要MDL读锁，DDL操作需要MDL写锁（MDL加锁过程是系统自动控制，无法直接干预，读读共享，读写互斥，写写互斥），申请MDL锁的操作会形成一个队列，队列中写锁获取优先级高于读锁。

NOTE：一旦出现写锁等待，不但当前操作会被阻塞，同时还会阻塞后续该表的所有操作(读操作当然也会被阻塞)。事务一旦申请到MDL锁后，直到事务执行完才会将锁释放。

MDL锁一旦发生可能会对数据库的业务带来其它的影响，因为后续对该表的访问都会被阻塞，造成连接积压。那么我们该如何避免MDL锁的发生呢?

MDL锁的优化

避免长事务
在DDL操作中设定等待时间

4、行锁

行锁每次锁定的是一行数据，行级锁定不是MySQL自己实现锁定的方式，是由存储引擎实现的(InnoDB)自己实现的。

InnoDB实现了以下两种类型的行锁

共享锁(读锁)

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。若事务T对数据对象A加上共享锁，则事务T可以读A但不能修改A，而其他事务只能再对对象A加共享锁，而不能加排他锁，直到事务T释放A上的共享锁。这保证了其他事务可以读A，但在事务T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。

排他锁(写锁)

允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同的数据集共享读锁和排他写锁。若事务T对数据对象A加上排他锁，事务T可以读A也可以修改A，其他事务不能再对A加任何锁，直到T释放A上的锁

NOTE：排他锁指的是一个事务在一行数据加上排他锁后，其他事务不能再在其上加其他的锁。mysql InnoDB引擎默认的修改数据语句：update,delete,insert都会自动给涉及到的数据加上排他锁，select语句默认不会加任何锁类型，如果加排他锁可以使用select …for update语句，加共享锁可以使用select … lock in share mode语句。所以加过排他锁的数据行在其他事务种是不能修改数据的，也不能通过for update和lock in share mode锁的方式查询数据，但可以直接通过select …from…查询数据，因为普通查询没有任何锁机制。

为了使得表锁和行锁共存，实现多粒度锁机制，InnoDB存在了两种内部使用的的意向锁