1. Блокировка

1.1. Обзор Блокировки.

что такое замок

• Замокэто компьютер, который координирует несколько процессов или потоководновременноМеханизм доступа к ресурсу。
• существоватьбаза В сфере данных, помимо традиционной конкуренции за вычислительные ресурсы (ЦП, ОЗУ, ввод-вывод), данные также являются ресурсом, совместно используемым многими пользователями. Как обеспечить согласованность и достоверность данных при одновременном доступе ко всей базе данные — это проблема, которую необходимо решить, и конфликт Замок также затрагивает базу данныеодновременно является важным фактором производительности доступа.

Классификация замков

• Глобальная блокировка:Замок Конечнобаза Все таблицы в данных.
• Блокировка уровня таблицы:каждая операция Замок Оживите весь стол。
• Блокировка уровня строки:каждая операция Замок Живите соответствующие данные строки。

1.2.Глобальная блокировка

общая ситуация Замок Это верновся база данныхПример плюс Замок,После добавления Замок весь экземпляр находится в состоянии только для чтения.,Последующие операторы DML и DDL,Обновленные операторы фиксации транзакции будут заблокированы.

Сценарии применения:

• Сделайте логическую резервную копию всей базы данных.,Настроить все таблицы,Чтобы получить целостное представление,Обеспечьте целостность данных.
• Если вы не добавите глобальный Замок,Последовательное выполнение операций резервного копирования и обновления бизнес-данных.,Приведет к несогласованности данных

Процесс использования глобальных блокировок для выполнения логического резервного копирования базы данных:

• Добавить глобальный замок

flush tables with read lock;

• mysqldumpдабаза данные Инструмент для резервного копирования данных, выполнение резервного копирования данных
• Примечание. mysqldump — это инструмент, предоставляемый MySQL, а не оператор sql. Его необходимо выполнять в командной строке Windows.

mysqldump -uroot -p123456 user>user.sql

• После добавления замка,DML и DDL заблокированы,Другие клиенты не могут записывать данные,Но DQL можно выполнить,Другие клиенты могут найти данные
• Резервное копирование завершено,Получите резервные копии файлов,выпускать Замок

unlock tables;

Демонстрация кейса (имитация трех клиентов):

• Клиент А: добавить глобальный замок в базу данных.

flush tables with read lock;

• клиентB：осуществлятьselectзаявление--->успех

select * from student;		

осуществлятьupdateзаявление--->неудача

update student set name = 'A' where id = 2;

• Клиент C: выполнить резервное копирование данных

mysqldump -h192.168.200.202 -uroot -p1234 db01 > D:/db01.sql

Примечание. mysqldump — это инструмент, предоставляемый MySQL, а не оператор sql. Его необходимо выполнять в командной строке Windows.

На диске D вы можете видеть, что данные были заархивированы.

После успешного резервного копирования данных снимите блокировку на клиенте A.

unlock tables;

В это время обновление в клиенте B может выполняться нормально.

Преимущества глобальных блокировок:

• Обеспечьте целостность данных.

Недостатки глобальных блокировок:

• Степень детализации очень велика. Если резервное копирование выполняется в основной базе данных, обновления не могут быть выполнены в течение периода резервного копирования, и бизнес будет практически остановлен.
• Если бизнес-база данных Нетдаавтономная версиядаструктура «главный-подчиненный»,и раздельное чтение и письмо,Тогда резервное копирование в подчиненной базе данных не повлияет на операции чтения и записи главной базы данных.,Однако в течение периода резервного копирования ведомая библиотека не может вести двоичный журнал (binlog), синхронизированный с главной библиотекой.,Вызовет задержку «ведущий-подчиненный».

Другие способы добиться согласованного резервного копирования данных:

В движке InnoDB параметры можно добавлять во время резервного копирования. --single-transaction Параметры для выполнения согласованного резервного копирования данных без блокировки. Нижний уровень реализуется посредством чтения снимков.

mysqldump --single-transaction -uroot –p123456 database > database.sql

1.3.Блокировки на уровне таблицы

1.3.1. Концепция

Блокировки на уровне таблицы, как следует из названия, блокируют всю таблицу во время каждой операции. Применяется в таких механизмах хранения, как MyISAM, InnoDB и BDB.

1.3.2. Классификация блокировок на уровне таблицы.

• поверхность Замок
• Метаданные Замок
• намерение Замок

1.3.3.Блокировка стола

Классификация блокировки стола:

• Совместное использование таблиц читается как Замок (аббревиатура: читается Замок)

• Для эксклюзивного использования напишите Замок (сокращение: напишите Замок)

Синтаксис блокировки:

lock tables tb1 , tb2... read / write

Синтаксис снятия блокировки:

unlock tables Или закройте клиентское соединение

Демонстрация случая блокировки записи:

• Предположим, есть таблица оценок,Есть два клиента A и B.,Имитировать чтение Замок,Последовательно выполните следующие операции:
• Добавить Замок в таблицу оценок в клиенте А

lock tables score read ;

• существоватьклиентAсерединаосуществлять Запросзаявление--->Запросуспех

select * from score;

• существоватьклиентAсерединаосуществлятьвозобновлятьзаявление--->возобновлятьнеудача,И сообщить об ошибке

update score set math = 100 where id = 2;

существоватьклиентBсерединаосуществлять Запросзаявление--->Запросуспех

select * from score;

существоватьклиентBсерединаосуществлятьвозобновлятьзаявление--->Обновление заблокировано

update score set math = 100 where id = 2;

• Освободите чтение замка к таблице оценок в клиенте А.,В это время состояние блокировки в B освобождается.,updateОбновлено успешно

Прочтите демонстрацию корпуса замка:

• Предположим, есть таблица оценок,Есть два клиента A и B.,Имитировать написание замка,Последовательно выполните следующие операции:
• Добавьте Замок в таблицу очков клиента А.

lock tables score write ;

• существоватьклиентAсерединаосуществлять Запросзаявление--->Запросуспех

select * from score;

• существоватьклиентAсерединаосуществлятьвозобновлятьзаявление--->возобновлятьуспех

update score set chinese = 100 where id = 2;

• существоватьклиентBсерединаосуществлять Запросзаявление--->Чтение заблокировано

select * from score;

• существоватьклиентBсерединаосуществлятьвозобновлятьзаявление--->Обновление заблокировано

update score set chinese = 100 where id = 2;

1.3.4. Блокировка метаданных.

• Метаданные Замок（meta data lock,MDL）,Должен ЗамокдаАвтоматическое управление системойиз,Автоматический доступ к замку при доступе к столу.
• Метаданные можно просто понимать как структуру таблицы.,Роль метаданных Замок заключается в обеспечении согласованности данных в структуре таблицы.,Избегайте конфликтов между DML и DDL,Обеспечьте точность чтения и письма.
• MDL был представлен в MySQL5.5.,При добавлении, удалении, изменении или проверке таблицы,Добавить совместное чтение и общую запись MDL (shared_read/shared_write при изменении структуры таблицы);,Добавить MDL эксклюзивный Замок (эксклюзив).
• общий замки совместимы друг с другом, а это значит, что вы можете читать и писать одновременно; замок и эксклюзивный замок являются взаимоисключающими,Указывает, что при добавлении, удалении, изменении и проверке,Изменения в структуре таблицы не могут быть выполнены одновременно.

Кейс-демонстрация блокировки метаданных:

• Следующие операции демонстрируются по порядку.
• Клиент А начинает транзакцию,иверноповерхностьscoreосуществлятьselectОперация запроса--->успехосуществлять

begin

select * from score;

• Клиент Б также начинает транзакцию,иверноповерхностьscoreосуществлятьselectЗапрос、updateоперация обновления--->успехосуществлять

begin

select * from score;

update score set math = 88 where id = 1;

• Можно обнаружить, что вышеуказанные операции могут быть успешно выполнены.,причинадаобщие замки совместимы друг с другом,одновременно можно читать и писать。

• Отправляйте транзакции клиентов A и B последовательно.

commit;

• Клиент А снова начинает транзакцию,и выполнить операцию выбора запроса,В это время MDL автоматически добавляет совместное чтение (shared_read) в структуру таблицы.

begin

select * from score;

• Клиент B теперь выполняет операцию изменения структуры таблицы.,Результат заблокирован,Причина в том, что при выполнении оператора alter,MDL автоматически добавит эксклюзивный Замокexclusive в структуру таблицы.,Должен Замокиобщий замоквзаимоисключающие。

alter table score add column java int;

• В этот момент клиент А отправляет транзакцию,Состояние блокировки клиента Б снято,Причина в том, что клиент А поделился чтением релиза замка.

• Мы можем сделать это, следуязаявление Проверять Метаданные Замок：

select object_type,object_schema,object_name,lock_type,lock_duration from performance_schema.metadata_locks ;

• Прежде чем клиент выполнит любые операторы добавления, удаления, изменения или запроса.,На нижнем уровне находится лишь несколько метаданных.,Замокизтипдагорсткаобщий замок (shared_read), принадлежит таблице метаданных Metadata_locks

• Выполните оператор выбора на клиенте A,ЗатемсуществоватьклиентBПосмотреть в Метаданные Замок：можно найтиMDLАвтоматически добавлено совместное чтение Замокshare_read

1.3.5. Блокировка намерения.

• Чтобы избежать выполнения DML,Возник конфликт между блокировкой строки, добавленной клиентом A, и блокировкой таблицы, добавленной клиентом B.,Намерения Замок представлен в InnoDB
• Намерение Замок не позволяет клиенту Б проверять, была ли добавлена ​​каждая строка данных при попытке добавить таблицу Замок.,Непосредственно определить, можно ли успешно добавить таблицу Замок, на основе наличия намерения Замок и типа намерения Замок.,Сокращенный стол Замок проверяет.

намерение Классификация замков：

• намерениеобщий замок（IS）：иповерхность Замокобщий Совместим с замком (shared_read), взаимоисключающим с таблицей Замок, эксклюзивный замок (запись). Зависит отзаявлениеselect ... lock in share modeдобавить в 。
• Эксклюзивный Замок (IX): со столом Замокобщий замок (shared_read) и эксклюзивный Замок (запись) являются взаимоисключающими, но намерения Замок не являются взаимоисключающими. Зависит отinsert、update、delete、select...for updateдобавить в 。

Мы можем проверить, успешно ли добавлена ​​блокировка намерения, используя следующий оператор:

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

Демонстрация кейса:

• Клиент А начинает транзакцию,Затем выполните оператор выбора,Строка Замок будет автоматически добавлена ​​к строке с id=1.,Затем вручную передатьlock in share modeплюснамерениеобщий замокIS：

begin;

select * from score where id = 1 lock in share mode;

• Клиент Б добавляет таблицу Замок общего чтения Замок (shared_read) В это время таблица Замок успешно добавлена:

lock tables score read; 

• Клиент B добавил таблицу Замок для записи Замок (write) и обнаружил, что она заблокирована:

lock tables score write;

• Клиент А начинает транзакцию,Затем выполните оператор обновления,встречаАвтоматически добавлять блокировки строк и блокировки намерений IX

update score set math = 66 where id = 1;

• Проверьте статус намерения Замок в клиенте B. Вы увидите, что намерение ЗамокIX добавлено:

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

• Добавить таблицу Замок (чтение) к клиенту B,Результат показывает, что он заблокирован.,Причина в том, что намерение ЗамокIX и таблица Замок, прочитанный Замок (читать), являются взаимоисключающими.

lock tables score read;

• Отправить транзакцию в клиенте А,Намерение ЗамокIX выпуск,Затем состояние блокировки чтения Замок в клиенте B снимается.

1.4. Блокировки на уровне строк.

• Блокировка уровней строк: каждый раз добавляйте соответствующую строку данных и промежуток между строками.,Замок имеет наименьший размер частиц.,одновременновысшая степень。
• Данные InnoDB организованы на основе индексов.,Строка Замок реализуется путем добавления замка к записи индекса в индексе.,Вместо добавления Замок в запись.

1.4.1. Классификация блокировок уровня строки.

• ХОРОШОЗамок（Record Lock）：Блокировка, которая блокирует запись одной строки,Запретить другим транзакциям обновлять и удалять эту строку. В Read Commit параметр Read Поддерживается на уровне повторяющейся задержки.

• зазор Замок（Gap Lock）：Разрыв в записи индекса блокировки (исключая эту запись),Убедитесь, что разрывы в индексных записях остаются неизменными.,Запретить вставку других транзакций во время этого разрыва,генерировать фантомное чтение。существоватьRead Поддерживается на уровне повторяемой изоляции.

• ключ Замок（Next-Key Lock）：Комбинация блокировки ряда и блокировки зазора,Текущие данные одновременно,и Замок Живите перед даннымииззазорGap。существоватьRead Поддерживается на уровне повторяемой изоляции.

1.4.2. Блокировка строки

• Есть два типа замка,разделен наобщий замокиэксклюзивный замок
• общий замок（S）：Разрешить транзакции читать ХОРОШО,Запретить другим транзакциям получать эксклюзивный замок (X) для того же набора данных. То есть общий замок совместим с общим замком.,общий замокиэксклюзивный замок являются взаимоисключающими.
• эксклюзивный замок（X）：Разрешено получитьэксклюзивный Транзакция замка обновляет данные, не позволяя другим транзакциям получить общий доступ к тому же набору данных. замокиэксклюзивный замок。

Совместимость и исключение между замками:

Блокировка строки, соответствующая оператору SQL-запроса добавления, удаления, изменения и изменения:

По умолчанию InnoDB работает на уровне изоляции транзакции REPEATABLE READ. InnoDB использует временные блокировки ключей для поиска и сканирования индекса, чтобы предотвратить фантомное чтение.

• При поиске по уникальному индексу,При выполнении сопоставления равенства существующих записей,будет автоматически оптимизирован под строку Замок.
• Строка InnoDB Замок предназначена для добавления индекса Замок.,Если поле не проиндексировано,То есть данные этого поля не извлекаются с помощью условий индекса.,Тогда InnoDB добавит Замок ко всем записям таблицы.,В это время он будет повышен до Стол Замок.

Мы можем проверить, успешно ли добавлена ​​блокировка строки, используя следующий оператор:

select object_schema,object_name,index_name,lock_type,lock_mode,lock_data from performance_schema.data_locks;

1.4.3. Замок с зазором и ключевой замок.

• По умолчанию InnoDB работает на уровне изоляции транзакции REPEATABLE READ. InnoDB использует временные блокировки ключей для поиска и сканирования индекса, чтобы предотвратить фантомное чтение.
• Единственная цель пробела — предотвратить вставку других транзакций в пробел. Gap Замок может сосуществовать,Гэп Замок, полученный одной транзакцией, не мешает другой транзакции занять пробел Замок в том же пробеле.

Демонстрация кейса:

• Эквивалентный запрос на основе индекса,И индекс является уникальным индексом (например, индексом первичного ключа).,给一个Нет存существоватьиззапись плюс ХОРОШОЗамокчас, Замок строки будет оптимизирован для разрыва замка. 。
  • Роль разрыва Замок: не позволяет другим одновременным транзакциям вставлять данные в пробел.

Если эквивалентный запрос выполняется на основе индекса, и индекс является обычным индексом (значения записей в полях могут повторяться), то при прохождении последнего значения вправо в листовом узле не соответствует запросу требования, временный замок с ключом превращается в замок с зазором.

• Функция замка строки: предотвращает одновременное изменение однострочных записей.
• Функция временного ключа Замок/GAP Замок: предотвращает вставку записей в пробелы до и после одной строки.,вызвать фантомное чтение

Если запрос диапазона выполняется на основе индекса, а индекс является уникальным индексом (например, индексом первичного ключа), то будет добавлена ​​временная блокировка ключа, и будет получен доступ к первому значению, которое не соответствует условию.

• Роль замка замка: предотвратить одновременное изменение строки.
• Функция двух временных клавиш Замок: предотвращает одновременное изменение записей данных в пределах диапазона.