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事务的隔离级别和MDL

news 来源：原创 2025/5/6 11:00:01

文章目录

  • 说明
  • 不同隔离级别可能发生的现象
  • 关键现象解释
  • MDL（元数据锁，Metadata Lock）
    • MDL 的作用
    • MDL 的工作原理
    • MDL 锁的常见场景
    • 如何避免 MDL 阻塞

说明

  • 本文章由大模型对话整理而来，如果有错误之处，请在评论区留言指正！

不同隔离级别可能发生的现象

隔离级别脏读不可重复读幻读描述
读未提交可能可能可能最低的隔离级别，事务可能读取未提交的数据。
读已提交不可能可能可能保证读取的数据已经提交，但不保证重复读取一致。
可重复读不可能不可能可能保证同一事务内多次读取一致，但可能出现幻读。
串行化不可能不可能不可能最高的隔离级别，完全隔离，事务按顺序执行。

关键现象解释

  1. 脏读：一个事务可以读取另一个事务未提交的数据。
  2. 不可重复读：一个事务在读取某行数据时，另一个事务修改了这行数据，导致前后读取结果不一致。
  3. 幻读：一个事务读取了一批数据后，另一个事务插入了新的数据，导致前后读取的结果集不一致。

MDL（元数据锁，Metadata Lock）

  • MDL 是 MySQL 的一种锁机制，全称为 Metadata Lock（元数据锁）。它用于管理数据库表的元数据（Metadata），在 MySQL 5.5 中引入，目的是确保在并发环境下，表的结构和数据操作之间的一致性与安全性。

MDL 的作用

MDL 锁的主要作用是 在对表结构和数据进行操作时，保护元数据的完整性，防止冲突.

  1. 防止并发操作冲突：

    • 当一个事务正在对表执行 CRUD 操作（加 MDL 读锁）时，其他线程不能对表的结构进行变更（如 ALTER TABLE）。
    • 当表的结构在变更中（加 MDL 写锁）时，其他线程不能执行任何对表的操作（包括 CRUD 和结构变更）。

  2. 保持一致性：

    • MDL 锁确保在事务没有完成时，表的结构不会被修改，从而避免数据和元数据的不一致。

  3. 自动管理：

    • MDL 锁是 MySQL 自动管理的锁，用户无需手动干预，但需要注意其可能带来的阻塞。

MDL 的工作原理

  1. MDL 的加锁机制

    • 在对表执行操作（包括查询、插入、更新、删除等）时，MySQL 会自动为表加上 MDL 锁：
      • CRUD 操作（查询、插入、更新、删除）：会加 MDL 读锁。
      • DDL 操作（如 ALTER TABLE、DROP TABLE）：会加 MDL 写锁。

  2. 锁的类型

    • MDL 读锁：
      • 多个事务可以同时持有同一个表的读锁（允许并发读写操作）。
      • 如果有线程想对表进行结构变更（DDL 操作），必须等待所有读锁释放。
    • MDL 写锁：
      • 写锁是独占锁，只有当前线程持有写锁时，才能对表结构进行变更。
      • 写锁会阻塞其他线程对该表的 CRUD 操作和结构变更操作。

  3. MDL 的持有时间

    • MDL 锁会从事务开始时获取，并在事务提交或回滚时释放。
    • 未提交的事务会长期持有 MDL 锁，可能导致阻塞问题。

MDL 锁的常见场景

  1. CRUD 操作时加 MDL 读锁
  • 事务在对表进行数据操作时，会自动加 MDL 读锁：
    BEGIN;
SELECT * FROM users WHERE id = 1; -- 加 MDL 读锁
-- 提交或回滚之前，其他线程无法对表结构做变更操作
COMMIT;
  1. DDL 操作时加 MDL 写锁
  • 对表执行 DDL（如 ALTER TABLE）时会加 MDL 写锁：
    ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT; -- 加 MDL 写锁
-- 阻塞其他线程的 CRUD 操作，直到操作完成
  1. 阻塞问题
  • 场景：当事务未提交时，会长期持有 MDL 锁，导致后续操作阻塞。例如：
    1. 事务 A 持有 MDL 读锁，未提交：
      BEGIN;
UPDATE users SET name = 'Alice' WHERE id = 1; -- 持有 MDL 读锁
    2. 事务 B 想对表结构进行修改，无法获取 MDL 写锁：
      ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT; -- 阻塞
    3. 等待事务 A 提交或回滚后，事务 B 才能继续。

如何避免 MDL 阻塞

  1. 快速提交事务：避免长时间未提交的事务，因为未提交的事务会持有 MDL 锁。
  2. 分离读写与结构变更操作：在表上的 DDL 操作应该安排在业务低峰期，以减少对正常 CRUD 操作的影响。
  3. 使用 NOWAIT 或 SKIP LOCKED：在 MySQL 8.0 之后，可以通过设置 NOWAIT 或 SKIP LOCKED 来避免阻塞。例如：
ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT NOWAIT;
  1. 查询阻塞锁信息：在遇到阻塞时，可以查询 performance_schema.metadata_locks 表来排查问题：
SELECT * FROM performance_schema.metadata_locks;
  1. 分步执行 DDL 操作：如果表较大或有大量并发操作，可以通过 ONLINE DDL 或分步操作减少锁的影响：
ALTER TABLE users ADD COLUMN age INT, ALGORITHM=INPLACE, LOCK=NONE;
  • MDL（Metadata Lock） 是 MySQL 为了保护表的元数据完整性而设计的锁机制。它分为 读锁 和 写锁，会在表执行 CRUD 或 DDL 操作时自动加锁。
  • MDL 锁确保了事务在操作数据期间，表结构不会被修改，同时也可能引发阻塞问题。

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