面试题：MariaDB中TABLE_SHARE元数据管理策略里如何处理表的锁定信息

Question

在MariaDB的TABLE_SHARE元数据管理策略框架下，当多个事务同时请求对某张表进行不同类型操作（如读、写）时，TABLE_SHARE是如何管理和维护表的锁定信息，以确保数据一致性和事务并发处理的正确性，请详细阐述其机制。

Answer 1

1. 锁的类型

• 共享锁（读锁）：多个事务可以同时持有共享锁，允许并发读取数据。例如，事务T1和T2都可以对表获取共享锁来读取数据，因为读操作不会修改数据，不会产生数据不一致问题。
• 排他锁（写锁）：只允许一个事务持有排他锁，持有排他锁的事务可以对表进行写操作。例如，事务T3获取排他锁后，其他事务不能再获取任何类型的锁，直到T3释放排他锁，以防止其他事务在写操作期间对数据进行干扰，保证数据一致性。

2. 锁的获取机制

• 读操作：
  • 当事务发起读操作时，它会请求获取共享锁。TABLE_SHARE会检查当前是否有排他锁存在。
  • 如果没有排他锁，TABLE_SHARE会为该事务分配共享锁，允许事务进行读操作。多个事务可以同时持有共享锁，实现并发读。
  • 如果存在排他锁，读操作事务会进入等待队列，等待排他锁释放后才能获取共享锁并执行读操作。
• 写操作：
  • 当事务发起写操作时，它会请求获取排他锁。TABLE_SHARE会检查当前是否有其他锁（包括共享锁和排他锁）存在。
  • 如果有任何锁存在，写操作事务会进入等待队列，因为排他锁要求独占访问。只有当所有其他锁都被释放后，该事务才能获取排他锁并执行写操作。
  • 如果没有其他锁，TABLE_SHARE会为该事务分配排他锁，事务可以进行写操作。

3. 死锁检测与处理

• TABLE_SHARE会定期检查等待队列，检测是否存在死锁情况。例如，事务T1持有共享锁并等待排他锁，事务T2持有排他锁并等待共享锁，这种循环等待会导致死锁。
• 一旦检测到死锁，MariaDB会选择一个事务（通常是回滚代价最小的事务）进行回滚，释放其持有的锁，使其他事务能够继续执行，从而打破死锁。

4. 锁升级

• 在某些情况下，TABLE_SHARE可能会进行锁升级。例如，一个事务最初以共享锁读取数据，之后又需要进行写操作。此时，它需要将共享锁升级为排他锁。
• 锁升级时，TABLE_SHARE会检查是否有其他事务持有共享锁。如果有，升级操作会等待其他共享锁释放后再将锁升级为排他锁，以确保数据一致性。

5. 锁超时

• TABLE_SHARE会为等待锁的事务设置一个超时时间。如果一个事务在超时时间内未能获取到所需的锁，它会自动放弃等待并抛出超时异常。
• 这可以防止事务无限期等待锁，提高系统的可用性和性能。