MySQL学习-5|全局锁和表锁：给表加个字段怎么有这么多阻碍？

锁的类型

环境： MySQL 5.7.24, for linux-glibc2.12 (x86_64)

数据库锁设计的初衷是 处理并发 问题。

• 作为多用户共享的资源，当出现并发访问时，数据库需要合理的控制资源的访问规则。而锁就是用来实现这些访问规则的重要数据结构。

• 根据加锁的范围， MySQL 里的锁大致可以分成全局锁、表级锁和行锁三类。

全局锁

全局锁就是对整个数据库实例加锁。

MySQL 的FTWRL是在Server层¹实现的。

加全局锁的命令(FTWRL)是

-- FTWRL
mysql> flush tables with read lock;

• 全局锁让整个数据库实例处于只读状态，之后其他线程的数据库更新语句（DML 增、删、改）、数据定义语句（DDL 建表、修改表结构等）、更新类事务提交语句都会被阻塞。

• 典型使用场景：做全库逻辑备份。即把整库每个表都select出来存成文本。

• 注意1：
  MySQL官方自带的逻辑备份工具是mysqldump，当mysqldump使用参数-single-transaction时，导数据之前就会启动一个事务，确保拿到一致性视图。由于MVCC（多版本并发控制）的支持，这个过程中的数据是可以正常更新的。既然如此，那为什么还需要FTWRL呢？
  因为一致性读是好，但是前提是引擎要支持这个隔离级别。例如MyISAM引擎就不支持事务，就需要使用FTWRL命令了。

• 注意2：
  为什么不使用set global readonly=true这种方式？确实readonly方式也可以让全库进入只读状态，但还是建议使用FTWRL方式，主要有2个原因：
  一是，有些系统中，readonly的值会被用来做其他逻辑。比如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。
  二是，在异常处理机制上有差异。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，整个库回到可以正常更新的状态。而如果修改global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里表级别的索有两种：表锁、元数据锁(meta data lock, MDL)。

表锁

mysql> lock tables tab_name read/write;
-- unlock tables tab_name ;

• 与FTWRL类似，可以用unlock tables主动释放表锁，也可以在客户端断开的时候自动释放。需要注意，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。
• 一般不使用lock tables命令来控制并发，毕竟锁住整个表的影响面还是太大。

元数据锁(meta data lock, MDL)

• MDL作用是保证读写的正确性，MySQL5.5版本引入。MDL不需要显式使用，在访问一个表的时候会被自动加上。
• 当对一个表做增删改查操作时，加MDL读锁。
• 当需要对表做结构变更操作时，加MDL写锁。
• 读锁直接不互斥。因此可以有多个线程同时对一张表增删改查。
• 读写锁直接、写锁之间是互斥的，用来保证变更表结构操作的安全性。因此，如果2个线程同时给一个表加字段，其中一个要等另外一个执行完成才能开始执行。

-- 在information_schema 库的 innodb_trx
-- 查询超过60s的事务
mysql> select * from information_schema.innodb_trx where TIME_TO_SEC(timediff(now(),trx_started))>60;

• 注意：如何安全的给小表加字段？
• 要解决长事务。事务不提交，就会一直占着MDL锁。
• 如果需要做DDL变更，正好有长事务在执行，要考虑先暂停DDL，或者kill掉这个长事务。
• 如果变更的表是热点表，虽然数据量不大，但是表上面的请求很频繁，而又不得不加个字段。这时kill可能未必管用，因为新的请求马上就来。比较理想的机制是在alter table语句里设定等待时间。如果在这个指定的等待时间里能够拿到MDL写锁最好，即使拿不到也不要阻塞后面的业务查询语句，先放弃。

ALTER TABLE tbl_name NOWAIT add column ...
ALTER TABLE tbl_name WAIT N add column ... 

总结

全局锁主要用在逻辑备份过程中。对于是InnoDB引擎的库，建议选择使用-single-transaction参数，对应用更友好。

表锁一般是在不支持行锁的时候才被用到。如果在应用程序中有lock tables语句，要么书库还在用不支持事务的引擎，建议升级更换为支持事务的引擎；要么引擎升级了，代码还没升级，建议把lock tables和unlock tables改为begin和commit。

MDL会直到事务提交才释放，所以在做表结构变更时，一定要小心不要导致锁住线上查询和更新。

参考资料

《高性能MySQL》
《MySQL实战45讲》 作者：丁奇

写在后面

之前学习了大神丁奇的《MySQL实战45讲》，目前在看《高性能高MySQL》，也想自己整理一下MySQL知识点，发现力不从心，也发现大神之所以是大神，那是因为真的牛。

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• 如有 错误之处 还请多多指正。希望能给您带来帮助。

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1. MySQL基础架构 ↩︎