MySQL锁管理(并发锁,行锁,表锁,预加锁,全局锁等等)
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1. MySQL中并发和隔离控制机制
- Meta-data元数据锁:在table cache缓存里实现的,为DDL(Data Definition Language)提供隔离操作。一种特别的meta-data元数据类型,叫Name Lock。(SQL层)
- 表级table-level数据锁(SQL层)
- 存储引擎特有机制 ― row locks行锁,page locks页锁,table locks表级,版本控制(在引擎中实现)
- 全局读锁 ― FLUSH TABLES WITH READ LOCK(SQL层)
2.在语句执行中表的生命周期
DML(Data Manipulation Language):
- 计算语句使用到的所有表
- 在每个表:打开open表 ― 从table cache缓存里得到TABLE对象,并在此表加上meta-data元数据锁
- 等待全局读锁后改变数据
- 在每个表:锁lock表 ― 在表加上table-level数据锁
- 执行语句:调用:handler::write_row()/read_rnd()/read_index(),等;隐式地调用引擎级engine-level锁机制
- 在每个表:释放表的数据锁
- 在每个表:释放表的DDL锁并把表放回table cache缓存里
- DDL语句也是一样,没有典型的执行计划。
3.获取meta-data元数据锁
- meta-data元数据锁的实现作为TABLE对象的一个属性,TABLE对象代表了table cache缓存。
- meta-data元数据锁为如下任何一种:
- shared共享锁 ― 隐式地加锁,只通过标记TABLE对象“被使用”;
- semi-exclusive半独享锁,也叫Name Lock,RENAME操作会在源表和目标加上此锁;
- exclusive独享,也叫exclusive name lock,CREATE TABLE … SELECT操作会在目标表上加上此锁,如果没有的话。
4.表缓存(table cache)
- 是一个HASH变量,叫open_cache
- TABLE对象是HASH元素
- 以HASH的操作被LOCK_open mutex互斥量保护
4.1内部结构(The table cache: internal structure)
- 在缓存里,每个物理表可能被多个TABLE实例表示
- 相同表的所有TABLE实例,通过相连的列(a linked list)连接着
- 每个TABLE实例有一个table cache缓存版本的复制 ― TABLE实例保存的版本不会和当前table cache缓存版本一致,而是保存旧的和从缓存删除的
- 被某些语句使用的TABLE实例被会标记为对其它的语句来说是无效的 ― 这就是meta-data元数据锁的本质
- 在缓存中的TABLE实例通常地有一个有效的句柄实例连接着它
4.2内部运算(The table cache: operations)
- 主要的代码在:sql/sql_base.cc,sql/lock.cc,sql/table.h,sql/sql_table.cc
- 主要的方法:open_table(),close_thread_tables(),close_cached_table(),lock_table_names()
- 事实上,一个概念/对象组合不仅用于缓存或锁定:LOCK_open mutex互斥量也用到其它的操作,如:使磁盘上和处理中的表创建的原子性
- 典型的操作,来自隔离等级Pov的重要(注:isolation PoV没研究出是什么意思):语句查询时,打开和关闭表 ― shared共享锁;强制和等待直到表的所有实例被关闭 ― exclusive独享(但不完全);Name Lock ― 特殊地情况,当手上没有TABLE实例,只能使用一个特殊的占位符(甚至表可能不存在)。
4.4锁多表(The table cache: locking multiple tables)
- 使用一种尝试和回退(try and back-off)的技术来避免死锁(乐观锁)
- 为了DDL操作的一套诀窍,如使锁升级或者防止DDL失效
- LOCK_open问题
- Lock_open互斥量:
- 保护table cache缓存内的结构
- 分组存储引擎内的表和对象的.frm文件的创建,也为RENAME操作提供原子性操作
- 在每个语句访问表时会使用它两次:在open_tables()和close_thread_tables()
- 在使用DDL操作时,磁盘读写和甚至同步(sync)都会使用它
5.ALTER TABLE例子
ALTER TABLE执行的简化计划:
- 以TL_WRITE_ALLOW_READ的打开和加锁表(新版 InnoDB Plugin已改为:TL-READ-NO-INSERT)
- 创建一个以临时名字的被ALTER的复制表
- 强制并等待直到表的所有实例都关闭(锁升级)
- 交换新和旧的版本
- 删除旧的版本
这是一般情况,当然还有优化的情况。
A debug trace for ALTER TABLE
- T@8: | query: alter table t1 add column k int
- T@8: | >mysql_parse
- T@8: | | >mysql_execute_command
- T@8: | | | >mysql_alter_table
- T@8: | | | | >open_ltable
- T@8: | | | | | >open_table
- T@8: | | | | | <open_table
- T@8: | | | | | >mysql_lock_tables
- T@8: | | | | | | >get_lock_data
- T@8: | | | | | | | >ha_innobase::store_lock
- T@8: | | | | | | | <ha_innobase::store_lock
- T@8: | | | | | | <get_lock_data
- T@8: | | | | | | >lock_external
- T@8: | | | | | | | >ha_innobase::external_lock
- T@8: | | | | | | | | enter: lock_type: 1
- T@8: | | | | | | | | >trans_register_ha
- T@8: | | | | | | | | | enter: stmt
- T@8: | | | | | | | | <trans_register_ha
- T@8: | | | | | | | <ha_innobase::external_lock
- T@8: | | | | | | <lock_external
- T@8: | | | | | | >thr_multi_lock
- T@8: | | | | | | | >thr_lock
- T@8: | | | | | | | <thr_lock
- T@8: | | | | | | <thr_multi_lock
- T@8: | | | | | <mysql_lock_tables
- T@8: | | | | <open_ltable
- T@8: | | | | >mysql_create_table
- T@8: | | | | <mysql_create_table
- T@8: | | | | >open_temporary_table
- T@8: | | | | | >openfrm
- T@8: | | | | | | >handler::ha_open
- T@8: | | | | | | | enter: name: ./test/#sql-3081_1 db_type: 12 db_stat: 7 mode: 2 lock_test: 2
- T@8: | | | | | | | >ha_innobase::open
- T@8: | | | | | | | <ha_innobase::open
- T@8: | | | | | | <handler::ha_open
- T@8: | | | | | <openfrm
- T@8: | | | | <open_temporary_table
- T@8: | | | | >copy_data_between_tables
- T@8: | | | | <copy_data_between_tables
- T@8: | | | | >closefrm
- T@8: | | | | <closefrm
- T@8: | | | | >close_cached_table
- T@8: | | | | | enter: table: t1
- T@8: | | | | | >wait_while_table_is_used
- T@8: | | | | | | >get_lock_data
- T@8: | | | | | | <get_lock_data
- T@8: | | | | | | >thr_abort_locks
- T@8: | | | | | | <thr_abort_locks
- T@8: | | | | | | >remove_table_from_cache
- T@8: | | | | | | | enter: Table: ‘test.t1′ flags: 2
- T@8: | | | | | | <remove_table_from_cache
- T@8: | | | | | <wait_while_table_is_used
- T@8: | | | | | >mysql_unlock_tables
- T@8: | | | | | | >thr_multi_unlock
- T@8: | | | | | | | lock: data: 0x8b7f9b0 count: 1
- T@8: | | | | | | | >thr_unlock
- T@8: | | | | | | | <thr_unlock
- T@8: | | | | | | <thr_multi_unlock
- T@8: | | | | | | >unlock_external
- T@8: | | | | | | | >ha_innobase::external_lock
- T@8: | | | | | | | <ha_innobase::external_lock
- T@8: | | | | | | <unlock_external
- T@8: | | | | | <mysql_unlock_tables
- T@8: | | | | | >unlink_open_table
- T@8: | | | | | | >hash_delete
- T@8: | | | | | | | >free_cache_entry
- T@8: | | | | | | | | >closefrm
- T@8: | | | | | | | | | >ha_innobase::close
- T@8: | | | | | | | | | <ha_innobase::close
- T@8: | | | | | | | | <closefrm
- T@8: | | | | | | | <free_cache_entry
- T@8: | | | | | | <hash_delete
- T@8: | | | | | <unlink_open_table
- T@8: | | | | <close_cached_table
- T@8: | | | | >mysql_rename_table
- T@8: | | | | | >ha_innobase::rename_table
- T@8: | | | | | <ha_innobase::rename_table
- T@8: | | | | <mysql_rename_table
- T@8: | | | | >mysql_rename_table
- T@8: | | | | | >ha_innobase::rename_table
- T@8: | | | | | <ha_innobase::rename_table
- T@8: | | | | <mysql_rename_table
- T@8: | | | | >my_delete
- T@8: | | | | | my: name ./test/#sql2-3081-1.frm MyFlags 0
- T@8: | | | | <my_delete
- T@8: | | | | >ha_delete_table
- T@8: | | | | | >ha_innobase::delete_table
- T@8: | | | | | <ha_innobase::delete_table
- T@8: | | | | <ha_delete_table
- T@8: | | | | >ha_commit_trans T@8: | | | | <ha_commit_trans T@8: | | | | >ha_commit_trans T@8: | | | | <ha_commit_trans T@8: | | | <mysql_alter_table
- T@8: | | <mysql_execute_command
- T@8: | <mysql_parse
- T@8: <dispatch_command
6.RENAME TABLE例子
- 得到源表和目的表的name-lock锁:在table cache缓存内插入特殊的TABLE实例的占位符并等待直到这些表的所有实例都关闭
- 重命名这些表的.frm文件和调用handler::rename_table()方法
- 删除name-lock锁
在整个解析过程中,都使用LOCK_open
Simplified debug trace for RENAME TABLE
- T@10: | query: rename table t1 to t2
- T@10: | >mysql_parse
- T@10: | | >mysql_execute_command
- T@10: | | | >mysql_rename_tables
- T@10: | | | | >lock_table_names
- T@10: | | | | | >lock_table_name
- T@10: | | | | | | enter: db: test name: t1
- T@10: | | | | | <lock_table_name
- T@10: | | | | | >remove_table_from_cache
- T@10: | | | | | | enter: Table: ‘test.t1′ flags: 0
- T@10: | | | | | | >hash_delete
- T@10: | | | | | | | >free_cache_entry
- T@10: | | | | | | | | >closefrm
- T@10: | | | | | | | | | >ha_innobase::close
- T@10: | | | | | | | | | <ha_innobase::close
- T@10: | | | | | | | | <closefrm
- T@10: | | | | | | | <free_cache_entry
- T@10: | | | | | | <hash_delete
- T@10: | | | | | <remove_table_from_cache
- T@10: | | | | | >lock_table_name
- T@10: | | | | | | enter: db: test name: t2
- T@10: | | | | | <lock_table_name
- T@10: | | | | | >remove_table_from_cache
- T@10: | | | | | | enter: Table: ‘test.t2′ flags: 0
- T@10: | | | | | <remove_table_from_cache
- T@10: | | | | <lock_table_names
- T@10: | | | | >rename_tables
- T@10: | | | | | >do_rename
- T@10: | | | | | | >mysql_rename_table
- T@10: | | | | | | | >ha_innobase::rename_table
- T@10: | | | | | | | <ha_innobase::rename_table
- T@10: | | | | | | | >my_rename
- T@10: | | | | | | | | my: from ./test/t1.frm to ./test/t2.frm MyFlags 16
- T@10: | | | | | | | <my_rename
- T@10: | | | | | | <mysql_rename_table
- T@10: | | | | | <do_rename
- T@10: | | | | <rename_tables
- T@10: | | | | >unlock_table_names
- T@10: | | | | | >unlock_table_name
- T@10: | | | | | | >hash_delete
- T@10: | | | | | | | >free_cache_entry
- T@10: | | | | | | | <free_cache_entry
- T@10: | | | | | | <hash_delete
- T@10: | | | | | <unlock_table_name
- T@10: | | | | | >unlock_table_name
- T@10: | | | | | | >hash_delete
- T@10: | | | | | | | >free_cache_entry
- T@10: | | | | | | | <free_cache_entry
- T@10: | | | | | | <hash_delete
- T@10: | | | | | <unlock_table_name
- T@10: | | | | <unlock_table_names
- T@10: | | | <mysql_rename_tables
- T@10: | | <mysql_execute_command
- T@10: | <mysql_parse
7.表级table-level锁
- 主要源代码见:sql/lock.cc,mysys/thr_lock.cc。mysql_lock/unlock_tables()(SQL层操作)和thr_multi_lock()/thr_lock()(锁兼容逻辑lock-compatibility logic)
- 表是以打开着被加锁的。被加锁的对象被句柄关联着;存储引擎会调整锁的类型。如innodb/bdb,事实上大量的对象被加锁的,如merge/partition,见handler::store_lock()方法。
- 使用锁等级避免死锁。所有表一次性加锁;如果存储引擎调整锁造成死锁,由存储引擎负责
- 在一些情况下,表会更早地被解锁
8 .预加锁(pre-locking)
- 历史上避免死锁方案用于表级table-level数据锁,是要求一次性加锁一个语句内的所有表
- 因此,对语句使用的函数/触发,我们不得不打开所有直接地或间接地用到的表,且对它们加锁。为这个,我们建立一个被使用表的可传送闭包
- 为了有效实现,我们混合层次和访问(layers and access)成某些解析/语句上下文(parser/statement context),这些上下文来自主要处理表的模板
9.全局读锁(global read lock)
- 实现为FLUSH TABLES WITH READ LOCK,用来备份
- 从执行上防止DDL和DML
- 建议:每个DDL/DML语句检查是否有一个正挂着的全局读锁和停止是否有任何一个。
- 通过直接调用wait_if_global_read_lock()(在这个情况我们会设置来自全局读锁的保护,且只有调用start_waiting_global_read_lock()来消除这个保护,通常在这情况下没有打开的表);
- 或者通过mysql_lock_tables()(在后一种情况下,我们还重新打开表)
- 线程操作FLUSH TABLES WITH READ LOCK来设置一个全局读锁的标识,初始一个FLUSH TABLES语句,然后等待直到所有的表缓存都清空
参考:http://forge.mysql.com/wiki/MySQL_Lock_Management
建议继续学习:
- 无锁消息队列 (阅读:12781)
- 并发编程系列之一:锁的意义 (阅读:5873)
- 无锁HashMap的原理与实现 (阅读:5325)
- DYNAMO平台的独门绝技: 利用NWR模型与vector clock解决锁问题 (阅读:3904)
- 并行编程中的“锁”难题 (阅读:3741)
- MySQL 中 QueryCache 的锁模型 (阅读:3338)
- Linux下互斥量加锁与解锁操作的C代码实现 (阅读:3210)
- php中读写文件时锁的使用 (阅读:2922)
- 锁是怎么实现的? (阅读:2923)
- lock free的理解 (阅读:2352)
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文章信息
- 作者:谭俊青 来源: MySQL实验室
- 标签: 锁
- 发布时间:2010-08-31 23:19:05
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