MySQL锁系列2 表锁

http://www.cnblogs.com/xpchild/p/3789068.html

 

上一篇介绍了MySQL源码中保护内存结构或变量的锁，这里开始介绍下MySQL事务中的表锁。

注1： 在表锁的实现上面，使用【mutex+condition+queue】的结构实现并发，阻塞，唤醒的表锁功能。

注2： 本文进行的一些实验，重要的配置项：

1.　　autocommit=0
2.　　tx_isolation=read-commited
3.　　engine=innodb

1. MySQL加锁的顺序：

这里包括了一个sql在执行的过程中，包括commit，所添加和释放跟事务相关的锁以及加不同锁的加锁顺序，这一篇先重点介绍一下MySQL的表锁。

2. MySQL的表锁

注：通过测试看到，MySQL的表锁，是落入innodb层的代码中实现的。

2.1 重要的数据结构

struct st_thr_lock_info

struct st_thr_lock_data

struct st_thr_lock

通过这三个主要的struct，来实现表锁，这三者之间的关系是：

说明：

1. 每一张表，在打开的时候，创建一个innobase_share对象，并初始化一个st_thr_lock结构进行关联，所有请求这个表的表锁，需要关联这个对象

　　 2. 每一次sql请求，在open table的过程中，会创建一个table，handler对象，这个handler会初始化一个st_thr_lock_data，关联st_thr_lock结构。

2.2 测试

1. 测试用例：

　　     session1：　　　　　　　　session2：

　　lock table pp write；  　　select * from pp；

　　2. 测试的主要步骤：

　　　　1. open table

　　　　 2. lock table

3. 表锁相关的case场景：

　　　　  1. 加锁

　　　　  2. 阻塞

　　　　  3. 唤醒　

2.2.1 open table

　　open table的细节也可以参考：open table

　　这里主要介绍innodb层在open table时创建的主要的数据结构:

　　1. innobase_share

innodb层表示一个table的结构，包括初始化一个thr_lock，所有请求表锁的关联结构

　　2. ib_table

　　　　innodb层表示一个table的统计信息

　　3. handler

　　　　提供给sever层table的结构，所有对innodb层的操作，都通过handler，并初始化了一个st_thr_lock_data

　　

主要函数调用栈：

open_table

open_table_from_share

　　　　　　ha_innobase::open： get_share/thr_lock_init/thr_lock_data_init

　　　　　　　　1. 在第一次open 这个表时，创建innobase_share， 初始化THD_LOCK， 初始化 ib_table

　　　　　　　　2. 初始化handler，初始化THD_LOCK_DATA。

说明：

　　1. 所有的innobase_share结构，保存到一个全局hash表中：innobase_open_tables，全局共享

　　2. open结束后，创建完成的所有的相关的数据结构关联图如下：

　　　　

　    解释： 红色的部分是表锁的关键结构，mutex用于保护thr_lock queue结构，所有的加锁，wait 锁，线层结构都需要进入thr_lock中的queue，一共有四个queue： read，read_wait, write, write_wait.

　　　　　　每一个handler都关联thread的一个condition，所有的wait，wakeup，都使用这个condition来完成，这样可以实现定向唤醒，避免广播。

2.2.2 lock table

　　session1：请求的lock_type = TL_WRITE

　　  session2：请求的lock_type = TL_READ

一共的thr_lock_type有14种，分别是：

tl_ignore=-1,
tl_unlock,
tl_read_default,
tl_read,
tl_read_with_shared_locks,
tl_read_high_priority,
tl_read_no_insert,
tl_write_allow_write,
tl_write_concurrent_insert,
tl_write_delayed,
tl_write_default,
tl_write_low_priority,
tl_write,
tl_write_only

主要函数调用栈：

　　mysql_lock_tables：把所有table的thr_lock_data放到MYSQL_LOCK的结构中。
　　　　get_lock_data
　　　　　　ha_innobase::store_lock：把之前的lock清理掉。换成目前要请求的lock类型。

　　thr_multi_lock:请求锁表

　　　　thr_lock： 单个thr_lock_data锁表

下面看下关键的三个步骤：锁表，阻塞，唤醒

　　锁表：session 1

　　　　session1 使用lock write来加锁，这里加的是排他锁，thr_lock结构上没有其他锁，这里会加成功，

　　　　主要的代码：

       mysql_mutex_lock(&lock->mutex); 锁住这个表的mutex，开始进入这个表锁的串行操作。
       lock_type=TL_WRITE
       (*lock->write.last)=data;                  /* Add to running FIFO */
       data->prev=lock->write.last;
       statistic_increment(locks_immediate,&THR_LOCK_lock); 累计locks_immediate计数

　　阻塞：session 2

　　　　session 2申请pp表的read表锁，但session1已经获得的排他锁，这里会阻塞，并wait 这个线程的condition。

　　　　wait_for_lock(wait_queue, data, 0, lock_wait_timeout)
　　　　　　statistic_increment(locks_waited, &THR_LOCK_lock);  累计locks_waited计数
　　　　　　(*wait->last)=data; /* Wait for lock */　　加入wait队列
　　　　　　data->prev= wait->last;
　　　　　　wait->last= &data->next;
　　　　　　mysql_cond_timedwait(cond, &data->lock->mutex, &wait_timeout);  等待这个thread的condition

这里的condition要注意，是THD结构中的condition，线程的阻塞，不管是因为什么原因，只需要一个condition就可以完成，没有必要对于不同的锁等待，创建不同的condition。

　　唤醒：session 1 unlock。

　　　　session1：使用unlock tables操作。

　　　　/* Unlock lock and free next thread on same lock */
　　　　thr_unlock：
　　　　　wake_up_waiters(lock); 唤醒等待同一个lock的thread，这里需要判断lock请求的兼容模式，并且因为使用queue保存了请求wait队列，防止了饿死。
　　　　　　  mysql_cond_signal(cond);

注意：

　　对于innodb来说，不论autocommit的设置如何，每一个dml select结束后，都使用thr_unlock释放掉了表锁，这里的理解是：innodb倾向使用行级锁来支持事务，对于保护表metadata信息，则使用MDL来保护，所以innodb对于表锁来说，并没有使用意愿。

后话：

　　对于上面的测试，大家可以试一下，先操作session2. 后操作session1。结果是一样的，都是阻塞，但是这里阻塞在什么锁上，完全不同。

简略测试一下：

　　session 2： select * from pp ：

　　　　open

　　　　获取mdl锁，

　　　　获取表锁，

　　　　执行结束

　　　　释放表锁： （因为autocommit=0，这里并没有释放mdl锁）

　　session 1： lock table pp write

　　　　open

　　　　获取mdl排他锁: （阻塞：因为session2没有释放mdl锁，所以这里阻塞）

大家可以看到，这里是因为ddl需要拿到mdl排他锁，而阻塞。

下一篇blog，我们就来看看mdl锁的情况。