一、MySQL的鎖指什么

我們先來(lái)看一下Mysql的基本構(gòu)成，如下圖，以前我們其實(shí)也介紹過(guò)，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)總體分為三個(gè)部分：

• Server層：負(fù)責(zé)處理客戶端連接、查詢解析和優(yōu)化、數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制、事務(wù)處理、日志、replication和其他管理操作。
• 存儲(chǔ)引擎：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索等操作。MySQL支持多個(gè)存儲(chǔ)引擎，如InnoDB、MyISAM、MEMORY等。
• 物理磁盤(pán)層：真正存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置，保存著數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)以及各類日志。

我們?nèi)粘Ｕf(shuō)的MySQL的各種鎖，有的是由存儲(chǔ)引擎提供的，有些鎖是有Server層提供的），它們結(jié)合起來(lái)才形成了完整的鎖的體系

二、排他與共享

鎖從不同角度理解，其實(shí)會(huì)有不同的分類，也就是說(shuō)同一個(gè)東西，在不同的分類下叫不同的鎖，但其實(shí)它們并不沖突。在討論 MySQL 的鎖時(shí)，一般我們會(huì)有這樣兩種分類：

• 鎖的粒度
• 是否排他

從鎖的粒度來(lái)看，可以分為全局鎖、表鎖和行鎖，顧名思義，鎖的層級(jí)分別是數(shù)據(jù)庫(kù)、某張表、以及表里的行。
從是否獨(dú)占來(lái)看，可以分為排它鎖、共享鎖

在innoDB，對(duì)于同一個(gè)資源，是允許設(shè)定 排它鎖(X) 和 共享鎖(S) 兩種的，它們的兼容關(guān)系如下：

比如事務(wù)A對(duì)某一行上了共享鎖(S)，此時(shí)再來(lái)一個(gè)事務(wù)B，如果B需要這個(gè)資源的共享鎖，那么它能立即獲得。如果B需要該資源的排它鎖，事務(wù)B就需要等待了。

而不同粒度的鎖，接下來(lái)我們以一一講解

三、全局鎖（Global Lock）

用于 限制整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例 的訪問(wèn)，當(dāng)執(zhí)行一些需要全局一致性的操作時(shí)，例如備份、恢復(fù)等，可以使用全局鎖，如下命令

 FLUSH TABLES WITH READ LOCK

這個(gè)命令會(huì)對(duì)所有數(shù)據(jù)庫(kù)的所有表都上一個(gè)讀鎖，加完這個(gè)鎖后，所有的表都會(huì)被鎖定從而無(wú)法插入任何內(nèi)容了（mysql自己的系統(tǒng)日志表不在此列）

四、表鎖（Table Lock）

鎖定整個(gè)表，在執(zhí)行涉及整個(gè)表的操作時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)表進(jìn)行鎖定，避免其他事務(wù)對(duì)該表進(jìn)行并發(fā)操作。它的上鎖及解鎖語(yǔ)法如下

-- 加鎖
LOCK {TABLE | TABLES}
 tbl_name [[AS] alias] lock_type
 [, tbl_name [[AS] alias] lock_type] ...
lock_type: {
 READ [LOCAL]
 | WRITE
}

-- 釋放鎖
UNLOCK {TABLE | TABLES}

一般情況下，不建議使用這種表鎖，除非是對(duì)一組MyISAM的表來(lái)操作，那么提前將它們鎖定會(huì)提高效率

五、意向鎖（Intention Locks）

InnoDB 支持多粒度鎖，允許行鎖和表鎖共存。例如下面的語(yǔ)句就可以在指定的表上使用排他鎖(X鎖)：

LOCK TABLES … WRITE

而為了同時(shí)避免遍歷行鎖的困境：比如事務(wù)A獲取了某一行的排它鎖，此時(shí)事務(wù)B想鎖表，就必須遍歷每一行檢查是否有鎖；同時(shí)也為了避免不同粒度間的鎖出現(xiàn)死鎖，所以InnoDB使用了意向鎖。意向鎖是表級(jí)別的鎖，它指示事務(wù)以后對(duì)表中的某一行需要哪種類型的鎖(共享的還是排他的)。有兩種類型的意向鎖：

• 意向共享鎖(IS)表明事務(wù)打算對(duì)表中的單個(gè)行設(shè)置共享鎖。
• 意向排他鎖(IX)表示事務(wù)打算對(duì)表中的單個(gè)行設(shè)置排他鎖。

例如，SELECT…FOR SHARE 設(shè)置IS鎖，SELECT…FOR UPDATE 設(shè)置一個(gè)IX鎖。
在事務(wù)獲得表中某一行的共享鎖之前，它必須首先獲得表上的IS鎖或更強(qiáng)的鎖。
在事務(wù)獲得表中某一行的排他鎖之前，它必須首先獲得該表上的IX鎖

表級(jí)鎖類型兼容性如下表所示：

這個(gè)表的理解其實(shí)很簡(jiǎn)單：

（1）X 作為表的排他鎖，和其他所有表鎖沖突

（2）IX 代表準(zhǔn)備修改某一行，此時(shí)如果有人持有表，不論是 X 還是 S，為了防止沖突或不一致，所以會(huì)返回沖突

如果鎖與現(xiàn)有鎖兼容，則將鎖授予請(qǐng)求事務(wù)，但如果它與現(xiàn)有鎖沖突，則不會(huì)授予。事務(wù)等待，直到?jīng)_突的現(xiàn)有鎖被釋放。如果鎖請(qǐng)求與現(xiàn)有鎖沖突，并且由于會(huì)導(dǎo)致死鎖而無(wú)法授予，則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

意向鎖的主要目的是顯示某人正在鎖定表中的一行，或者將要鎖定表中的一行，作為行鎖前置的隱式鎖。也就是說(shuō)若你僅使用表鎖，或僅使用行鎖，意向鎖是不會(huì)讓你阻塞的。只有你在持有行鎖的情況下又使用表鎖，它才能發(fā)揮它的用處

六、行級(jí)鎖（Row Lock）

在InnoDB存儲(chǔ)引擎中，默認(rèn)使用的是行級(jí)鎖。它可以實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的并發(fā)控制，只鎖定部分行，而不是整個(gè)表，提高了并發(fā)性能。而從實(shí)際表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，其又分為三種 記錄鎖（Record Locks）、間隙鎖(Gap Locks),以及所謂臨鍵鎖(Next-Key Locks)。實(shí)際上在源碼中，這三種鎖其實(shí)叫 LOCK_REC_NOT_GAP、LOCK_GAP、LOCK_ORDINARY

/* Precise modes /
/* this flag denotes an ordinary next-key lock in contrast to LOCK_GAP or
LOCK_REC_NOT_GAP /
constexpr uint32_t LOCK_ORDINARY = 0;/* when this bit is set, it means that the lock holds only on the gap before
the record; for instance, an x-lock on the gap does not give permission to
modify the record on which the bit is set; locks of this type are created
when records are removed from the index chain of records /
constexpr uint32_t LOCK_GAP = 512;/* this bit means that the lock is only on the index record and does NOT
block inserts to the gap before the index record; this is used in the case
when we retrieve a record with a unique key, and is also used in locking
plain SELECTs (not part of UPDATE or DELETE) when the user has set the READ
COMMITTED isolation level */
constexpr uint32_t LOCK_REC_NOT_GAP = 1024;

1. 記錄鎖（Record Locks）

記錄鎖是索引記錄上的鎖，例如，

SELECT c1 FROM t WHERE c1=10 For update；

這樣就能阻止任何其他事務(wù)插入、更新或刪除c1是10為的行。
記錄鎖總是鎖定索引，即使定義的表沒(méi)有索引也是如此。對(duì)于這樣的情況，InnoDB創(chuàng)建一個(gè)隱藏的聚集索引，并使用該索引進(jìn)行記錄鎖定

2. 間隙鎖（Gap Locks）

如果我們把隔離級(jí)別設(shè)定為可重復(fù)讀(RR)，MySQL就會(huì)為我們解決”幻讀“現(xiàn)象，這里面除了MVCC的作用外，還會(huì)在此時(shí)引入”間隙鎖“的概念，間隙鎖本質(zhì)上是 在索引記錄之間的間隙上的鎖，或者在第一個(gè)索引記錄之前或最后一個(gè)索引記錄之后的間隙上的鎖。比如說(shuō)當(dāng)我們執(zhí)行這樣一個(gè)SQL時(shí)

SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 For Update

就會(huì)防止其他事務(wù)將值15插入到列t.c1中，因?yàn)榉秶兴鞋F(xiàn)有值之間的間隙被鎖定。

3. 臨鍵鎖（Next-Key Locks）

next-key鎖是索引記錄上的記錄鎖和索引記錄之前的間隙上的間隙鎖的組合。InnoDB執(zhí)行行級(jí)鎖的方式是，當(dāng)它搜索或掃描一個(gè)表索引時(shí)，它會(huì)在遇到的索引記錄上設(shè)置共享鎖或排他鎖。因此，行級(jí)鎖實(shí)際上是索引記錄鎖。索引記錄上的next-key鎖也會(huì)影響該索引記錄之前的“間隙”。也就是說(shuō)，next-key鎖是索引記錄鎖加上索引記錄前面的間隙鎖。

假設(shè)索引包含值10、11、13和20。此索引的Next-Key Locks鎖定則覆蓋以下區(qū)間，其中圓括號(hào)表示不包含區(qū)間端點(diǎn)，方括號(hào)表示包含端點(diǎn):

(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)

對(duì)于最后一個(gè)間隔，next-key鎖鎖定索引中最大值以上的間隙，以及值高于索引中任何實(shí)際值的“supremum”偽記錄。”supremum“不是一個(gè)真正的索引記錄，因此，實(shí)際上，這個(gè)next-key鎖只鎖定最大索引值后面的間隙。默認(rèn)情況下，InnoDB運(yùn)行在REPEATABLE READ事務(wù)隔離級(jí)別。在這種情況下，InnoDB使用next-key鎖進(jìn)行搜索和索引掃描，這可以防止幻行。

4. 插入意向鎖（Insert Intention Locks）

學(xué)習(xí)了上面的間隙鎖，我們不難知曉，想要插入新數(shù)據(jù)通常需要先獲得間隙鎖（隔離級(jí)別為可重復(fù)讀及以上）。按照常理來(lái)說(shuō)，如果有多個(gè)事務(wù)都想往一個(gè)間隙里插入數(shù)據(jù)，它們只要慢慢排隊(duì)就好了，但是，我們還需要意識(shí)到，一旦事務(wù)A插入一條數(shù)據(jù)成功，原先的間隙可能就會(huì)變成兩個(gè)間隙，事務(wù)B可能又被A新誕生的這個(gè)間隙所阻礙。為了優(yōu)化這種插入排隊(duì)的情況，innodb提出了插入意向鎖的概念：

An insert intention lock is a type of gap lock set by INSERT operations prior to row insertion. This lock
signals the intent to insert in such a way that multiple transactions inserting into the same index gap
need not wait for each other if they are not inserting at the same position within the gap

插入意圖鎖是insert操作在行插入之前設(shè)置的一種間隙鎖。這個(gè)鎖以這樣一種方式表示插入的意圖，即插入到相同索引間隙中的多個(gè)事務(wù)如果不在間隙內(nèi)的相同位置插入，則不需要彼此等待

也就是說(shuō)，插入操作在獲取間隙鎖之前，會(huì)先獲取到插入意向鎖，下面的示例演示了一個(gè)事務(wù)在獲得插入記錄的排他鎖之前使用插入意圖鎖。該示例涉及兩個(gè)客戶機(jī)A和b?？蛻魴C(jī)A創(chuàng)建一個(gè)包含兩個(gè)索引記錄(90和102)的表，然后啟動(dòng)一個(gè)事務(wù)，對(duì)ID大于100的索引記錄設(shè)置排他鎖。排他鎖包括記錄102之前的間隙鎖:

mysql> CREATE TABLE child (id int(11) NOT NULL, PRIMARY KEY(id)) ENGINE=InnoDB;
mysql> INSERT INTO child (id) values (90),(102);

mysql> START TRANSACTION;
mysql> SELECT * FROM child WHERE id > 100 FOR UPDATE;
+-----+
| id |
+-----+
| 102 |
+-----+

客戶端B開(kāi)始一個(gè)事務(wù)，向缺口間隙插入一條記錄，事務(wù)在等待獲得排他鎖時(shí)接受插入意圖鎖：

mysql> START TRANSACTION;
mysql> INSERT INTO child (id) VALUES (101);

在SHOW ENGINE INNODB STATUS和INNODB monitor輸出中，插入意圖鎖的事務(wù)數(shù)據(jù)如下所示：

RECORD LOCKS space id 31 page no 3 n bits 72 index `PRIMARY` of table `test`.`child`
trx id 8731 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 3; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000066; asc f;;
 1: len 6; hex 000000002215; asc " ;;
 2: len 7; hex 9000000172011c; asc r ;;...

5. 行鎖總結(jié)

其實(shí)對(duì)于行鎖，現(xiàn)在解析的文章有很多，我們后續(xù)也可能結(jié)合源碼進(jìn)行更深入的解釋。但在這里我們可以先進(jìn)行總結(jié)(源于Mysql源碼版本8.0.30)

• 鎖基于掃描到的索引，對(duì)于innoDB，哪怕你沒(méi)有顯示建立索引，每一張表也都至少會(huì)有一個(gè)索引（即其聚集索引）
• 間隙鎖（Gap Locks） 只有在隔離級(jí)別為可重復(fù)讀以上才會(huì)有
• 隔離級(jí)別為讀未提交/讀提交時(shí)，行級(jí)鎖默認(rèn)使用記錄鎖（Record Locks），隔離級(jí)別為可重復(fù)讀/序列化時(shí)，行級(jí)鎖默認(rèn)使用的是臨鍵鎖（Next-Key Locks）
• 間隙鎖（Gap Locks） 的目的是不讓這段間隙內(nèi)插入新的數(shù)據(jù)，因此其設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)意義上的共享/排他概念不一樣。比如：事務(wù)A在一個(gè)間隙上持有共享間隙鎖(間隙s鎖)，而事務(wù)B可以在同一個(gè)間隙上持有排他性間隙鎖(間隙x鎖)

七、自增鎖（AUTO-INC Locks）

AUTO-INC鎖是一種特殊的表級(jí)鎖，用于在具有AUTO_INCREMENT列的表中插入事務(wù)。

在最簡(jiǎn)單的情況下，如果一個(gè)事務(wù)正在向表中插入值，那么任何其他事務(wù)都必須等待對(duì)該表進(jìn)行自己的插入，以便第一個(gè)事務(wù)插入的行接收連續(xù)的主鍵值。innodb_autoinc_lock_mode變量控制用于自動(dòng)增量鎖定的算法。它允許您選擇如何在可預(yù)測(cè)的自動(dòng)遞增值序列和插入操作的最大并發(fā)性之間進(jìn)行權(quán)衡。

這里有 0、1、2 三種模式可選

• 0（traditional）：這是最常用的模式。在這種模式下，InnoDB使用一個(gè)全局的互斥鎖（AUTO-INC鎖）來(lái)保護(hù)自增主鍵的訪問(wèn)。當(dāng)有一個(gè)事務(wù)插入新記錄時(shí)，其他事務(wù)必須等待該事務(wù)釋放AUTO-INC鎖后才能插入新記錄，該鎖通常保持到語(yǔ)句結(jié)束(而不是事務(wù)結(jié)束)。

• 1（consecutive）：在這種模式下，InnoDB使用一個(gè)遞增的互斥鎖（AUTO-INC鎖）來(lái)保護(hù)自增主鍵的訪問(wèn)。如果我們可以預(yù)知插入的數(shù)據(jù)條數(shù)，InnoDB會(huì)為每個(gè)事務(wù)分配一個(gè)獨(dú)立的自增值區(qū)間。當(dāng)一個(gè)事務(wù)需要插入自增值時(shí)，它就可以在自己的區(qū)間內(nèi)找到一個(gè)可用的自增值，然后將其插入到表中。通過(guò)為每個(gè)事務(wù)分配獨(dú)立的自增值區(qū)間，Consecutive模式可以實(shí)現(xiàn)并行插入，這種模式適用于具有高并發(fā)讀寫(xiě)的應(yīng)用，可以提高性能。

• 2（interleaved）：這種模式是在MySQL 8.0中引入的新模式。在這種模式下，事務(wù)們都不再持有表級(jí)AUTO-INC鎖，該模式可以支持多個(gè)語(yǔ)句可以同時(shí)生成數(shù)字，也就是說(shuō)，數(shù)字的分配在多個(gè)語(yǔ)句之間交錯(cuò)進(jìn)行。

需要注意的是，在我們使用它不同種類的插入語(yǔ)句的時(shí)候，consecutive 自增鎖有可能還是會(huì)使用全局互斥鎖的樣子，因?yàn)椴皇敲恳环N insert 都能提前預(yù)知其數(shù)量的，比如下面這樣的插入：

INSERT INTO t1 (c2) SELECT ... from another table ...

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于MySQL各種鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL各種鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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