1.前言

讲完索引，接下来聊一聊MySQL的锁。数据库锁设计的初衷是解决并发问题。作为多用户共享的资源，当出现并发访问的时候，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里面的锁可以分为三种，分别是：全局锁、表锁和行锁，今天主要介绍全局锁和表锁，行锁会单独一章介绍。

由于锁的设计比较复杂，我们不会讲解锁的具体实现细节，只会介绍碰到锁时的现象和背后的原理。

2.全局锁

全局锁就是对整个数据库实例加锁。MySQL提供了一个加全局锁的方法，命令是flush tables with read lock（FTWRL）。当你需要让整个库处于只读状态的时候，可以使用这个命令，之后其他的线程的以下语句会被阻塞：数据更新（增删改），数据定义语句(包括建表、修改表结构等)和更新类事务的提交语句。

全局锁的典型使用场景是，做全库逻辑备份。也就是把整个库每个表都select出来存成文本。

以前有一种做法，是通过FTWRL确保不会有其他线程对数据库做更新，然后对整个库做备份。注意，在备份过程中整个库处于只读状态。

但是让整库都只读，听上去就很危险：

• 如果你在主库备份，那么在备份期间都不能执行更新，业务基本上就得停了
• 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

看来加全局锁不太好。但是细想一下，备份为什么要加锁呢？我们来看一下不加锁会有什么问题。

假设你现在要维护课程购买系统，关注的是用户账户余额表和用户课程表。

现在发起一个逻辑备份。假设备份期间，有一个用户，他购买了一门课程，业务逻辑里就要扣掉他的余额，然后往易购课程里面加上一门课。

如果时间顺序上是先备份账户余额表，然后用户购买，然后备份用户课程表，会怎么样呢？

可以看到，这个备份结果里，用户A的数据状态是账户余额没有扣，但是用户课程表里面已经多了一门课。如果后面用这个备份来恢复数据的话，用户A就会发现白嫖了一门课。

作为用户可别认为这样很好，你试想一下：如果备份表的顺序反过来，先备份用户课程表再备份账号余额表，又会出现什么结果呢？

没错，就是钱扣了，但是课没买成。

也就是说，不加锁的话，备份系统备份的时候得到的库不是一个逻辑时间点，这个视图是逻辑不一致的。

说到视图你肯定想起来了，我们在前面讲事务隔离的时候，其实有一个方法能够拿到一致性视图的，就是开启可重复读隔离级别开启事务。

官方自带的逻辑备份工具是mysqldump。当mysqldump使用-single-transaction的时候，导数据之前就会启动一个事务，来确保拿到一致性视图。由于MVCC的支持，这个过程的数据是可以正常更新的。

你一定在疑惑，有了这个功能呢，为什么还需要FTWRL呢？一致性读是好，但前提是引擎要支持这个隔离级别。比如，对于MyISAM这种不支持事务的引擎，就只能使用FTWRL命令了。

所以，single-transaction方法只适用于所有表使用事务引擎的库。

也许你会问，既然也要全库只读，为什么不用set global readonly=true的方式呢？确实readonly方式可以让全库进入只读状态，但是我还是建议你使用FTWRL方式，主要有两个原因

• 在有些系统中，readonly的值会被用来做其他的逻辑，比如来判断一个库是主库还是备库。因此，修改global变量的方式影响面打
• 在异常处理机制有差异。如果执行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，这样会导致整个库上时间处于不可写状态，风险高。

业务的更新不只是增删改数据（DML），还有可能是加字段等修改表结构的操作（DDL）。不论哪种方法，一个库被全局锁上以后，你要对里面任何表做加字段，都是会被锁住的。

但是，即使没有被全局锁住，加字段也不是一帆风顺的，因为你还会碰到下面要结束的表级锁。

3.表级锁

MySQL里面表级别的锁有两种，一种是表锁，一种是元数据锁（meta data lock MDL）。

表锁的语法是lock tables .. read/write。与FTWRL类似，可以用unlock tables主动释放锁，也可以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。

举个例子，如果某个线程A中执行了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。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。

在还没有出现更细粒度的时候，表锁是最常用的处理并发方式。而对于InnoDB这种支持行锁的引擎，一般不使用lock tables命令来控制并发，毕竟锁住整个表影响面还是太大

另一类表锁是MDL(meta data lock)。MDL不需要显示使用，在访问一个表的时候会被自动加上。MDL的作用是，保证读写的正确性。你可以想一下，如果一个查询正在变量一个表中的数据，而执行期间另一个线程对这个表结构做了变更，删了一列，那么查询线程拿到的结果跟表结构就不一致了。

因此，在MySQL5.5版本引入了MDL，当对一个表做增删改查操作的时候，加MDL读锁；当要对表做结构变更操作的时候，加MDL写锁。

• 读锁之间不互斥，因此你可以有多个线程同时对一张表增删改查。
• 读写锁之间、写锁之间是互斥的，用来保证变更表结构操作的安全性。因此如果有两个线程要同时给一个表加字段，其中一个要等另一个执行完成才开始执行。

虽然MDL锁是系统默认加的，但是你却不能忽略一个机制，比如下面的例子，我经常看到有人掉到这个坑里：给一个小表加个字段，导致整个库挂了。

你肯定知道，给一个表加字段、或者修改字段、或者加索引，需要扫描全表的数据。在对大表操作的时候，你肯定会特别小心，以免对线上服务造成影响。而实际上，即使是小表，操作不慎也会出现问题。我们来看一下下面的操作序列，假设表t是一个小表。

我们可以看到sessionA先启动，这时候会对表t加一个MDL读锁，由于sessionB需要的也是MDL读锁，所以可以正常执行。

之后sessionC会被blocked，因为sessionA的MDL读锁还没有释放，而sessionC需要MDL写锁，因此会被阻塞。

如果只有sessionC自己被阻塞还没什么关系，但是之后所有要在表t上申请MDL读锁的请求也会被sessionC阻塞。前面我们说了，所有对表的增删改查操作都要申请MDL读锁，就都被锁住，等于这个表现在完全不可读写了。

如果某个表上查询语句频繁，而且客户端由重试机制，也就是说超时后会再起一个新session请求的话，这个库的线程很快就会打满。

你现在应该知道了，事务中的MDL锁，在语句执行的时候开始申请，但是语句结束并不会马上释放，而是等到整个事务提交后再释放。

基于上面的分析，我们来讨论一个问题，如果安全的给小表加字段？

首先我们要解决上事务，事务不提交，就会一直站着MDL锁。在MySQL的information_schema库的innodb_trx表中，你可以查到当前执行中的事务。如果你要做DDL变更的表刚好有长事务在执行，要考虑先暂停DDL，或者kill这个长事务。

但考虑一下这个场景。如果你要变更的表是一个热点表，虽然数据量不大，但是上面的情况很频繁，而你不得不加个字段，你该怎么做呢？

这时候kill可能就不管用了，因为新的请求很快就来了。比较理想的机制是，在alter table语句中设定等待时间，如果在这个指定的等待时间里面能够拿到MDL写锁最好，拿不到也不要阻塞后面的业务语句，先放弃。之后开发人员或者DBA再通过重试命令重复这个过程。

4.小结

今天，我们讲了MySQL的全局锁和表锁

全局锁主要用在逻辑备份过程中。对于全部是InnoDB引擎的库，我建议你选择使用-single-transaction参数，对应用会更优化

表锁一般是在数据库引擎不支持行锁的时候才会被用到。如果你发现你的应用程序里面有lock tables这样的语句，你需要追查一下，比较可能的情况是：

• 要么是你的系统现在还在用 MyISAM 这类不支持事务的引擎，那要安排升级换引擎
• 要么是你的引擎升级了，但是代码还没升级。我见过这样的情况，最后业务开发就是把 lock tables 和 unlock tables 改成 begin 和 commit，问题就解决了。

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