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MySQL學(xué)習(xí)之MySQL基本架構(gòu)與鎖

 更新時(shí)間:2023年03月30日 14:55:21   作者:摳腳的大灰狼  
這篇文章主要介紹了MySQL的基本架構(gòu)和鎖,鎖的分類有兩種有按粒度分,按功能,也有不同的類型,感興趣的小伙伴可以參考閱讀

MySql架構(gòu)

  • SQL Layer
    • Connection Pool : 連接池,用于接收連接請(qǐng)求和管理連接。
    • ManagementService&Utilities 管理服務(wù)組件和工具組件,主要提供了一些備份,安全,主從,集群,等功能。
    • SQL Interface:主要提供了SQL語(yǔ)句接口。包括SQL解析器,優(yōu)化器,緩存等。將我們輸入的SQL語(yǔ)句,解析成節(jié)點(diǎn)樹(shù),然后傳遞給存儲(chǔ)引擎執(zhí)行。
  • Storage Engine Layer:可插拔式的存儲(chǔ)引擎。常用的有InnoDB,MyISAM等
  • File System : 底層文件系統(tǒng)。保存數(shù)據(jù),索引,日志等文件。

MySQL鎖

鎖的分類

按粒度分

  • 全局鎖(鎖database,由SQL Layer層實(shí)現(xiàn))

  • 表級(jí)鎖(由SQL Layer層實(shí)現(xiàn))

    • 表數(shù)據(jù)鎖
    • 元數(shù)據(jù)鎖
  • 行級(jí)鎖(由存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn),如InnoDB):

    可以鎖行,也可以鎖行與行之間的間隙

按功能分

  • 共享鎖(S鎖)(讀鎖)
  • 排他鎖(X鎖)(寫(xiě)鎖)

鎖的演示

表鎖

  • 表數(shù)據(jù)鎖

-- 對(duì)product表加讀鎖
-- 其他進(jìn)程仍然可以對(duì)product表進(jìn)行讀取,但不能寫(xiě)(包括加讀鎖本身這個(gè)進(jìn)程,也無(wú)法寫(xiě))
lock table product read;
-- 加鎖后,該進(jìn)程只能訪問(wèn)product表,無(wú)法訪問(wèn)其他表。
select * from seller;
ERROR 1100 (HY000): Table 'seller' was not locked with LOCK TABLES
-- 當(dāng)然可以讓當(dāng)前進(jìn)程給seller表加鎖
lock table seller read;
-- 如此以來(lái),便可以訪問(wèn)seller表,但由于一個(gè)進(jìn)程只能持有一個(gè)表鎖,故原先的product表鎖被釋放,product表無(wú)法訪問(wèn)


-- 其他未持有鎖的session可以訪問(wèn)任意表

-- 釋放鎖
unlock tables;
-- 或者
unlock table; 
-- 上面兩句效果一樣
-- 只會(huì)釋放當(dāng)前連接進(jìn)程所持有的表鎖,而不是釋放所有鎖,

-- 對(duì)product表加寫(xiě)鎖
lock table product write;
-- 其他線程對(duì)product表既不能讀,也不能寫(xiě)


-- 查看表鎖狀態(tài)
show open tables;

-- 注意,一個(gè)連接進(jìn)程,最多只能持有1個(gè)表鎖
  • 元數(shù)據(jù)鎖(Meta Data Lock)

MDL無(wú)需顯式使用,在訪問(wèn)一個(gè)表時(shí),會(huì)自動(dòng)加元數(shù)據(jù)鎖。MDL的作用是為了保證讀寫(xiě)的正確性。

MDL讀鎖:在對(duì)某個(gè)表進(jìn)行增刪改查操作時(shí),加MDL讀鎖。

MDL寫(xiě)鎖:在對(duì)某個(gè)表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改(DDL)時(shí),加MDL寫(xiě)鎖。

讀鎖之間不互斥,讀寫(xiě),寫(xiě)寫(xiě)之間互斥。這樣是為了保證對(duì)表結(jié)構(gòu)操作的安全性。

MDL可以認(rèn)為是表結(jié)構(gòu)鎖。需要改表結(jié)構(gòu)時(shí),自動(dòng)加MDL寫(xiě)鎖,其他時(shí)候加MDL讀鎖

DML,DQL語(yǔ)句,會(huì)自動(dòng)加MDL的讀鎖

DDL語(yǔ)句,會(huì)自動(dòng)加MDL的寫(xiě)鎖

-- 線程A
begin;
select * from product;
-- 在一個(gè)事務(wù)內(nèi),MDL鎖是一直被持有的

-- 此時(shí)另起一個(gè),線程B
alter table product add type varchar(10);
-- 執(zhí)行上面的sql,會(huì)發(fā)現(xiàn)被阻塞住,因?yàn)榫€程B這一句需要MDL寫(xiě)鎖

-- 再回到線程A
commit;
-- 線程A提交事務(wù)后,釋放MDL讀鎖
-- 此時(shí)能看到線程B的sql執(zhí)行成功

注意:如上圖所示,session A 和 session B可以正常執(zhí)行,session C 就被阻塞了,因?yàn)閟ession C需要申請(qǐng)MDL寫(xiě)鎖,關(guān)鍵是,session D也會(huì)被阻塞。當(dāng)session A 提交后,會(huì)先執(zhí)行session D,最后再執(zhí)行session C。

觀察發(fā)現(xiàn),如果先開(kāi)啟事務(wù),在事務(wù)里執(zhí)行DDL,先不提交當(dāng)前事務(wù)。再另起一個(gè)線程,執(zhí)行DML,發(fā)現(xiàn)DML不會(huì)被阻塞。

這是因?yàn)镈DL在執(zhí)行完成后,會(huì)自動(dòng)立刻commit(自動(dòng)commit后會(huì)釋放MDL寫(xiě)鎖)。

申請(qǐng)MDL鎖的操作會(huì)形成一個(gè)隊(duì)列,隊(duì)列中寫(xiě)鎖獲取優(yōu)先級(jí)高于讀鎖。一旦出現(xiàn)寫(xiě)鎖等待,不但當(dāng)前操作會(huì)被阻塞,同時(shí)還會(huì)阻塞后續(xù)該表的所有操作。事務(wù)一旦申請(qǐng)到MDL鎖后,直到事務(wù)執(zhí)行完才會(huì)將鎖釋放。(這里有種特殊情況如果事務(wù)中包含DDL操作,mysql會(huì)在DDL操作語(yǔ)句執(zhí)行前,隱式提交commit,以保證該DDL語(yǔ)句操作作為一個(gè)單獨(dú)的事務(wù)存在,同時(shí)也保證元數(shù)據(jù)排他鎖的釋放。

行鎖

行鎖是由存儲(chǔ)引擎實(shí)現(xiàn)的。InnoDB支持行鎖和事務(wù),MyISAM不支持行鎖和事務(wù)。

InnoDB的行鎖是通過(guò)給索引項(xiàng)加鎖實(shí)現(xiàn)的。所以,若不是通過(guò)索引條件檢索的數(shù)據(jù),InnoDB會(huì)使用表鎖。

InnoDB的行鎖

按照鎖定范圍分3種:

  • Record Lock:記錄鎖,鎖定索引中的一條記錄
  • Gap Lock:間隙鎖,鎖定記錄間的間隙
  • Next-Key Locks:記錄鎖+間隙鎖組合

按功能分為

  • 共享讀鎖
  • 排他寫(xiě)鎖

DML語(yǔ)句(INSERT/UPDATE/DELETE)會(huì)自動(dòng)加上排他鎖

對(duì)于普通SELECT語(yǔ)句,InnoDB不加鎖(是通過(guò)MVCC的一致性非鎖定讀的方式完成的,這個(gè)后序再做總結(jié)),可以通過(guò)以下方式,手動(dòng)添加鎖

-- 共享讀鎖
SELECT * FROM product LOCK IN SHARE MODE;

-- 排他寫(xiě)鎖
SELECT * FROM product FOR UPDATE;

-- 查看行鎖情況
show status like '%innodb_row_lock%';

意向鎖

是InnoDB實(shí)現(xiàn)的表級(jí)鎖,在內(nèi)部使用,無(wú)需用戶干預(yù)。

MySQL有多粒度的鎖實(shí)現(xiàn),即行鎖和表鎖。那么意向鎖存在的意義是為了協(xié)調(diào)行鎖和表鎖。試想事務(wù)A申請(qǐng)了某表某一行的寫(xiě)鎖X,事務(wù)B申請(qǐng)了該表的寫(xiě)鎖X,那么事務(wù)B按理說(shuō)也能修改事務(wù)A鎖定的某一行,這就產(chǎn)生了沖突。如果沒(méi)有意向鎖,某事務(wù)申請(qǐng)表鎖時(shí),可能就得一行一行的掃描,看看是不是所有行都沒(méi)有鎖,所有行都沒(méi)鎖時(shí),才能成功加表鎖。這樣效率就會(huì)很低。

所以意向鎖的作用就是表明某個(gè)事務(wù)有加行鎖的意圖,即,有人鎖住了某一行,或者將要鎖住某一行,這樣在其他人在加表鎖時(shí),就能直接根據(jù)意向鎖的情況,判斷是否能夠加表鎖,而不必一行一行掃描了。

意向共享鎖 (IS):加行共享鎖前,必須先取得IS鎖

意向排他鎖(IX):加行排他鎖前,必須先取得IX鎖

意向鎖的作用主要是為了在針對(duì)全表操作時(shí)獲得性能提升。

比如:事務(wù)A對(duì)某一行加了鎖(無(wú)論是讀鎖還是寫(xiě)鎖),事務(wù)B嘗試加表鎖,這時(shí)如果沒(méi)有意向鎖,就需要遍歷檢測(cè)每一行是否持有行鎖,這樣性能是極低的。

意向鎖只和表鎖互斥。

對(duì)于上表,可以做如下理解:

若某個(gè)表存在IS鎖,說(shuō)明有個(gè)事務(wù)對(duì)某一行加了讀鎖,此時(shí)若要對(duì)該表加表鎖,只能加S鎖,不能加X(jué)鎖。所以IS和S兼容,和X互斥。

若某個(gè)表存在IX鎖,說(shuō)明有個(gè)事務(wù)對(duì)某一行加了寫(xiě)鎖,此時(shí)若要對(duì)該表加表鎖,都會(huì)被阻塞,S鎖和X鎖都不能加。所以IX和S和X都互斥。

IX和IX可以共存,可以理解為,有2個(gè)事務(wù)分別對(duì)不同的行加了寫(xiě)鎖。

到此這篇關(guān)于MySQL學(xué)習(xí)之MySQL基本架構(gòu)與鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL基本架構(gòu)與鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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