MySQL锁

MySQL锁

#数据库 2023-04-09

目录

1. 1. 锁的功能
2. 2. 锁的分类
3. 3. 乐观/悲观锁
   1. 3.1. 乐观锁
      1. 3.1.1. 实现
   2. 3.2. 悲观锁
      1. 3.2.1. 实现
4. 4. 共享/排他锁
   1. 4.1. 共享锁
      1. 4.1.1. 实现
   2. 4.2. 排他锁
      1. 4.2.1. 实现
   3. 4.3. 兼容性
5. 5. 粒度锁
   1. 5.1. 全局锁
      1. 5.1.1. 实现
   2. 5.2. 表级锁
      1. 5.2.1. 实现
   3. 5.3. 页级锁
   4. 5.4. 行级锁
      1. 5.4.1. 实现
6. 6. 意向锁
   1. 6.1. 作用
   2. 6.2. 实现
   3. 6.3. 兼容性
7. 7. 间隙/临键/记录锁
   1. 7.1. 记录锁（Record Lock）
   2. 7.2. 间隙锁（Gap Lock）
   3. 7.3. 临键锁（Next-Key Lock）
8. 8. 参考资料

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锁（lock）是计算机用以协调多个进程间并发（concurrent）访问同一共享资源的一种机制。MySQL 中为了保证数据访问的一致性与有效性等功能，实现了锁机制。MySQL 中的锁是在服务器层或者存储引擎层实现的。

锁的功能

我们需要在最大程度地利用数据库的并发访问能力的同时，也要确保每个用户能以一致的方式读取和修改数据。但是，事务并发执行时可能会带来各种问题（详见数据库事务）。要解决并发事务的问题，就需要借助到锁。

锁的分类

flowchart TB
  模式分类 --> 乐观锁
  模式分类 --> 悲观锁

  粒度分类 --> 全局锁
  粒度分类 --> 表级锁
  粒度分类 --> 页级锁
  粒度分类 --> 行级锁

  属性分类 --> id1[共享锁（S）]
  属性分类 --> id2[排他锁（X）]

  状态分类 --> 意向共享锁
  状态分类 --> 意向排他锁

  算法分类 --> 间隙锁
  算法分类 --> 临键锁
  算法分类 --> 记录锁

乐观/悲观锁

乐观锁

乐观锁认为数据一般情况下不会造成冲突，所以在数据提交更新的时候才会去检测。适用于读多写少的场景。

实现

乐观锁是基本版本号机制实现的。表中增加一个 version 字段，读取数据时将 version 一起读出。数据每更新一次，version += 1。当修改需要提交时，将读取时的 version 与表当前的 version 做比较：如果一致，说明在此期间无人修改这条记录，不一致则说明已经被修改了，提交失败。

悲观锁

悲观锁认为数据每次操作都会被修改，所以在每次操作数据时都会加上锁。适用于并发量不大、写多读少的场景。

实现

通过共享锁和排他锁实现。

共享/排他锁

共享锁

共享锁，又称读锁，简称 S 锁。当事务对某数据加上读锁后，其他事务只能对该数据加读锁，不能加写锁。

实现

# MySQL 5.7 和 MySQL 8.0
SELECT ... LOCK IN SHARE; MODE
# MySQL 8.0
SELECT ... FOR SHARE;

排他锁

排他锁，又称为写锁，简称 X 锁，当事务对数据加上排他锁后，其他事务无法对该数据进行查询或者修改。

MySQL InnoDB 引擎默认 update，delete，insert 都会自动给涉及到的数据加上排他锁，select 语句默认不会加任何锁类型。

实现

SELECT ... FOR UPDATE;

兼容性

	共享锁（S）	排他锁（X）
共享锁（S）	兼容	互斥
排他锁（X）	互斥	互斥

粒度锁

全局锁

对整个 MySQL 数据库实例加锁，加锁期间，对数据库的任何增删改操作都无法执行。只适用于全库数据备份。

实现

Flush tables with read lock (FTWRL)

表级锁

给当前操作的这张表加锁。

实现

LOCK TABLE READ
LOCK TABLE WRITE

页级锁

表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。因此采取了折衷的页级锁，一次锁定相邻的一组记录。BDB 引擎支持页级锁。

行级锁

发生锁冲突概率最低，但是加锁慢，开销大。MySQL 中只有 InnoDB 引擎支持行锁，其他不支持。

实现

MySQL 中，行级锁并不是之间锁记录，而是锁的索引。MySQL 在执行 update、delete 语句时会自动加上行锁。

意向锁

意向锁是表锁。为了协调行锁和表锁的关系，支持多粒度（表锁与行锁）的锁并存。

作用

当有事务 A 有行锁时，MySQL会自动为该表添加意向锁。事务 B 如果想申请整个表的写锁，那么不需要遍历每一行判断是否存在行锁，而直接判断是否存在意向锁，增强性能。

实现

意向锁是由数据引擎自己维护的，用户无法手动操作意向锁。在为数据行加共享/排他锁之前，InnoDB 会先获取该数据行所在在数据表的对应意向锁。

兼容性

	意向共享锁(IS)	意向排他锁(IX)
意向共享锁(IS)	兼容	兼容
意向排他锁(IX)	兼容	兼容

	意向共享锁(IS)	意向排他锁(IX)
共享锁	兼容	互斥
排他锁	互斥	互斥

间隙/临键/记录锁

记录锁、间隙锁、临键锁都是排它锁。

记录锁（Record Lock）

记录锁锁定一条记录，记录锁也叫行锁。

select * from user where id = 1 for update;

间隙锁（Gap Lock）

间隙锁锁定一段区间内的索引记录，而不仅仅是这个区间中的每一条数据。

select * from user where id < 10 for update;

即所有在 [1，10) 区间内的记录行都会被锁住，所有id 为 1、2、3、4、5、6、7、8、9 的数据行的插入会被阻塞

临键锁（Next-Key Lock）

临键锁是记录锁与间隙锁的组合。其封锁范围既包含索引记录，又包含左闭右开的索引区间。临键锁主要为了避免幻读。

每个数据行上的非唯一索引列上都会存在一把临键锁，当某个事务持有该数据行的临键锁时，会锁住一段左开右闭区间的数据。需要强调的一点是，InnoDB 中行级锁是基于索引实现的，临键锁只与非唯一索引列有关，在唯一索引列（包括主键列）上不存在临键锁。

参考资料

• 一文读懂 MySQL 锁
• MySQL 锁