Mysql InnoDB 的锁机制

心已赠人 2024-03-31 11:17 99阅读 0赞

**目录**

前言

1. 锁的分类

1.1 实现方式

1.2 锁的粒度

2. 查询操作加锁方式

2.1 一致性非锁定读

2.2 一致性锁定读

3. 锁的算法

4. 锁的升级

5. 死锁

6.总结

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## 前言 ##

锁机制的目的是最大程度提高数据库的并发访问，另一方面确保可以以一致的方式读取和修改数据。了解mysql的锁的相关知识，可以在处理涉及数据库的并发操作问题时，有正确的判断和处理方法。打算梳理这些东西的起因是项目组里有一个同事，张口数据被加锁，闭口死锁了，这个问题没法处理，总是推脱，然后自己也说不清原因，可见他对锁的认识并不深入，但我又不好当面直接说驳了他的面子，仅以此文梳理并加以分享，希望有小伙伴在面对类似情况时，可以侃侃而谈，不至于模模糊糊说不清。

## 1. 锁的分类 ##

### 1.1 实现方式 ###

锁机制是用于管理对共享资源的并发访问。InnoDB支持行级锁，按照锁的实现方式，InnoDB实现了两种标准的行级锁：

共享锁（S Lock）：允许事务读取一行数据；

排他锁（X Lock）：允许事务删除或更新一行数据；

举个例子：如果一个事务t1已经获取了行n的共享锁，那么另一个事务t2可以立即获得行n的共享锁，因为读取操作没有改变行n的数据，所以这种情况叫作锁的兼容（）。如果另外有一个事务t3想获得行n的排他锁，那么这时需要等待事务t1、t2释放行n上的共享锁才行，t3等待的过程处于阻塞状态，这种情况就是锁不兼容。

通过例子可以得出以下结论：

1.  排他锁与共享锁不兼容；
2.  排他锁与排他锁不兼容；
3.  共享锁与共享锁是兼容的；
4.  共享锁与排他锁不兼容；

来一个表格更直观一些，另外需要注意的是共享锁与排他锁都是行级锁，兼容是指结同一行数据而言的。

### 1.2 锁的粒度 ###

InnoDB存储引擎还支持多粒度的锁定，即允许事务在行级上的锁和表级上的锁同时存在。这种在不同粒度上的锁定称为意向锁，可以将锁定的对象分为多个层次，在更细的粒度上进行加锁的操作，所以意向锁又分为两种实现方式：

意向共享锁（IS Lock）事务想要获取表中某几行数据的排他锁；

意向排他锁（IX Lock）事务想要获取表中某几行数据的共享锁；

举个例子：如果需要对页上的行记录n上加排他锁，那么需要分别对其所在的数据库、表、页上意向锁，最后对行记录n上排他锁。假如在给行记录n上排他锁前，已经有事务给行n所在的表上了共享锁，那么由排他锁与共享锁的不兼容，就需要等待已有的事务结束，共享锁释放后，才能继续。

需要特别注意的是：共享锁和排他锁锁定的是一行数据，意向共享锁和意向排他锁锁定的是几行，因此意向锁共享锁和意向排他锁不是锁定的相同几行数据，相互之间是锁兼容的。

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## 2. 查询操作加锁方式 ##

InnoDB查询操作有两种读取方式，本质是两种加锁方式：一致性非锁定读和一致性锁定读。

### 2.1 一致性非锁定读 ###

InnoDB默认事务隔离级别为可重复读，InnoDB默认读取方式为一致性非锁定读。举个例子说明一下什么是一致性非锁定读？如果读取数据行n时，行数据n正在执行delete或update操作而被锁定，那么读取的操作不会因此去等待行n上的锁释放，而是直接去读取行n的快照数据，所谓以快照数据就行n锁定之前的版本数据。一致性非锁定锁极大提高了数据库的并发性，所以才是InnoDB默认的读取方式。

需要特别注意的是，不同的事务隔离级别下读取的数据有区别，这主要是因为不同事务隔离级别下对快照数据的定义不同。因为一条行记录可能有不止一个快照数据，因不同版本并发控制产生的技术，就是传说中的多版本控制（MVCC），但这并不是这里要讲述的重点。

*  在事务隔离级别为read commited（读已提交），读取被锁定行的最新一份快照数据。
 *  在事务隔离级别为repeatable read，可重复，读取事务开始时的行数据版本。

这好像也没看出来具体到底有什么区别？别急，举个例子就明白了：

1.  时间列表示会话操作的时间节点顺序，
2.  在时间节点1会话1开启事务，在时间节点2执行了查询操作；
3.  时间节点3时，会话2开启事务，时间节点4执行了一个与时间节点2相同的条件的更新操作，这时id=1的行其实加了一个排他锁；
4.  时间节点5会话1再执行id=1的查询操作，如果事务隔离级别是读已提交，那么读取被锁定行的最新一份快照数据id是1，因现在会话2的更新操作的事务还未提交，读取已提交的肯定还是id=1; 如果事务隔离级别是可重复读，读取事务开始时的行数据版本也是id=1；所以不管不管事务的隔离级别是读已提交，还是可重复读，结果是一样的。
5.  时间节点6会话2提交了事务，加在id=1的行上的排他锁释放,在时间节点7再执行查询操作，这时读已提交和可重复读两种事务隔离级别下的结果是不同的。如果是读已提交，由于会话2的更新操作事务已提交，读取最新的一份快照数据id=3了。如果是可重复读，读取事务开始时行数据的版本，由于会话1事务未提交，事务开始时数据的版本是id=1。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 时间 </td> 
 <td> 会话1 </td> 
 <td> 会话2 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 1 </td> 
 <td> begin </td> 
 <td></td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 2 </td> 
 <td> select * from table1 where id=1; </td> 
 <td></td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 3 </td> 
 <td></td> 
 <td> begin </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 4 </td> 
 <td></td> 
 <td> update table1 set id=3 where id=1; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 5 </td> 
 <td> select * from table1 where id=1; </td> 
 <td></td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 6 </td> 
 <td></td> 
 <td> commit; </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 7 </td> 
 <td> select * from table1 where id=1; </td> 
 <td></td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 8 </td> 
 <td> commit; </td> 
 <td></td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过例子可以了解一个事实：一致性非锁定读在不同的事务隔离级别下读取的结果可能不同，也可能相同，关键在于时机。可以根据实际的场景，显性指定合适的事务的隔离级别。

### 2.2 一致性锁定读 ###

InnoDB默认事务隔离级别可重复读时，select查询使用一致性非锁定读，但是用户可以显性对数据库查询操作指定为一致性锁定读。

两种一致性锁定读的操作：

select ... for update;

select ... lock in share mode;

select ... for update对读取记录加排他锁，其他事务不能对加排他锁的行上加任何锁，因为锁不兼容；select ... lock in share mode对读取行记录加共享锁，其他事务可以向被锁定的行加共享锁，但不能是排他锁，因为锁不兼容，其事务也会阻塞。

## 3. 锁的算法 ##

\---未完待续，敬请期待

## 4. 锁的升级 ##

\---未完待续，敬请期待

## 5. 死锁 ##