技本功丨浅谈MySQL的七种锁

 作   者 

宋丹琪（花名：三思）

袋鼠云云服务部DBA团队  

数据库工程师

时常会有开发的同学突然紧张兮兮地找我，

然后丢给我一个代码层面的

CannotAcquireLockException的报错，

一脸无辜地问我是不是自己搞出了一个死锁。

好像大家看到LOCK的字眼

总会第一时间想到死锁而忽略了锁，

难道我们锁没有面子的嘛，

我们锁的大家族可足足有七种呢？

那么到底什么是锁，有哪些锁，

请听我娓娓道来。。

01

共享锁（S锁）和排它锁（X锁）

事务拿到某一行记录的共享S锁，才可以读取这一行，并阻止别的事物对其添加X锁
事务拿到某一行记录的排它X锁，才可以修改或者删除这一行
共享锁的目的是提高读读并发
排他锁的目的是为了保证数据的一致性

02

意向锁

1）意向共享锁

预示事务有意向对表中的某些行加共享S锁

2）意向排他锁

预示着事务有意向对表中的某些行加排他X锁

3） IS、S、IX、X锁之间的兼容性比较

兼容性	IS	IX	S	X
IS	兼容	兼容	互斥	互斥
IX	兼容	兼容	互斥	互斥
S	兼容	互斥	兼容	互斥
X	互斥	互斥	互斥	互斥

4）意向锁的意义在哪里？

1.IX，IS是表级锁，不会和行级的X，S锁发生冲突。只会和表级的X，S发生冲突
2.意向锁是在添加行锁之前添加。
3.如果没有意向锁，当向一个表添加表级X锁时，就需要遍历整张表来判断是否存行锁，以免发生冲突
4.如果有了意向锁，只需要判断该意向锁与表级锁是否兼容即可。

03

插入意向锁（insert intention looks）

插入意向锁是间隙锁的一种，针对insert操作产生。
目的是提高插入并发。
多个事物，在同一个索引，同一个范围区间进行插入记录的时候，如果 插入的位置不冲突，不会阻塞彼此。

示例：          

由于事物一和事物二都是对表的同一索引范围进行insert,使用的插入意向锁，由于插入的记录并不冲突，所以并不会阻塞事物二。如果事物二插入的记录与事物一冲突，会被X锁阻塞。

04

记录锁

对单条索引记录进行加锁，锁住的是索引记录而非记录本身，即使表中没有任何索引，MySQL会自动创建一个隐式的row_id作为聚集索引来进行加锁。

05

间隙锁（gap锁）

封锁记录中的间隔，防止间隔中被其他事务插入。
间隙锁主要出现在RR隔离级别，避免出现幻读。

MVCC（多版本并发）

1.MVCC的作用

避免脏读、写不阻塞读、实现可重复读、多版本控制

2.在MVCC下，读操作可以分为两种：快照读、当前读

1）快照读

select * from tbl_name where ...

2）当前读

select * from tbl_name where ... for update;
update
delete
insert

3）为什么delete/update也是一种当前读？(如一个update操作)

a.在进行update的时候，MySQL会根据where条件得到过滤出来的第一条记录，并进行加锁（currenet read）
b.对该条记录进行update
c.再次读取下一条记录，直到没有满足条件的记录为止
d.delete原理与之类似

4）为什么insert也是一种当前读？
insert操作可能会触发Unique Key的冲突检查，也会进行一个当前读。

隔离级别

1.Read Uncommitted

可以读取到未提交的事物。

2.Rrad Committed(RC)

针对当前读，RC隔离级别保证对读取到的记录加锁 (记录锁)，存在幻读现象。

3.Repeatable Read (RR)

针对当前读，RR隔离级别保证对读取到的记录加锁 (记录锁)，同时保证对读取的范围加锁，新的满足查询条件的记录不能够插入 (间隙锁)，不存在幻读现象。

4.Serializable

所有的读操作均为当前读，读加读锁 (S锁)，写加写锁 (X锁)。
读写冲突，并发行很差。

几种触发间隙锁的情况

1.id非唯一索引+RR

SQL：delete from t1 where id = 10;

加锁流程如下：

a.通过id索引定位到第一条满足查询条件的记录，加记录上的X锁，加GAP上的GAP锁，

b.然后加主键聚簇索引上的记录X锁，然后返回；

c.然后读取下一条，重复进行。

d.直至进行到第一条不满足条件的记录[11,f]，此时，不需要加记录X锁，但是仍旧需要加GAP锁，最后返回结束。

 2.id无索引+RR

SQL：delete from t1 where id = 10;

a.由于id字段无索引，进行全表扫描的当前读，

b.聚簇索引上的所有记录，都被加上了X锁。其次，聚簇索引每条记录间的间隙都被加上了GAP锁。

3.针对id无索引+RR MySQL性能上做的一些优化

semi-consistent read

semi-consistent read开启的情况下，对于不满足查询条件的记录，MySQL会提前放锁。

针对上面的这个用例，就是除了记录[d,10]，[g,10]之外，所有的记录锁都会被释放，同时不加GAP锁。

4.semi-consistent read如何触发？ 

1）隔离级别是read committed；

2）隔离级别是Repeatable Read，同时设置了innodb_locks_unsafe_for_binlog 参数。 

示例一

示例二

示例三

06

临键锁(Next-Key Locks)

临键锁是记录锁和间隙锁的组合，既锁住了记录也锁住了范围。

临键锁的主要目的，也是为了避免幻读。

如果把事务的隔离级别降级为RC，临键锁就也会失效。

通常情况下，InnoDB在搜索或扫描索引的行锁机制中使用“临键锁(next-key locking)”算法来锁定某索引记录及其前部的间隙(gap)，以阻塞其它用户紧跟在该索引记录之前插入其它索引记录。

innodb_locks_unsafe_for_binlog默认为OFF，意为禁止使用非安全锁，也即启用间隙锁功能。将其设定为ON表示禁止锁定索引记录前的间隙，也即禁用间隙锁，InnoDB仅使用索引记录锁(index-record lock)进行索引搜索或扫描，不过，这并不禁止InnoDB在执行外键约束检查或重复键检查时使用间隙锁。

innodb_locks_unsafe_for_binlog的效果：

（1）对UPDATE或DELETE语句来说，InnoDB仅锁定需要更新或删除的行，对不能够被WHERE条件匹配的行施加的锁会在条件检查后予以释放。这可以有效地降低死锁出现的概率；
（2）执行UPDATE语句时，如果某行已经被其它语句锁定，InnoDB会启动一个“半一致性(semi-consistent)”读操作从MySQL最近一次提交版本中获得此行，并以之判定其是否能够并当前UPDATE的WHERE条件所匹配。如果能够匹配，MySQL会再次对其进行锁定，而如果仍有其它锁存在，则需要先等待它们退出。
（3）innodb_locks_unsafe_for_binlog可能会造成幻读

示例一

innodb_locks_unsafe_for_binlog=off的情况下：

示例二

innodb_locks_unsafe_for_binlog=on的情况下：

   查看binlog日志：

因此，当innodb_locks_unsafe_for_binlog=on的情况下，会让你容易造成数据的不一致。

07

自增长锁

自增长锁是一种表级锁，专门针对auto_increment类型的列。

自增长列锁各模式分析：

innodb_autoinc_lock_mode：自增长长锁模式

0：

不管是insert into values (simple insert)还是insert into select (bulk insert)，都是：持有锁、读取/修改、执行SQL、释放，不需要等到事务提交就释放锁，但是需要SQL执行完成，并且不能保证连续。

持有latch ---> 读取和修改auto锁 ---> 执行insert ---> 释放

注意：不需要等待insert所在的事务是否提交

缺点：可能出现数字不连续

持有时间相对过长：SQL执行完毕，不需要事务提交

1：

默认值，对于回滚是不能保证自增长列连续的。

对于simple insert （insert into values）：持有锁、读取、释放、执行SQL,最快，不需要执行完SQL就释放，不需要等待insert执行完毕就可以释放锁。

对于bulk insert （insert into select）：持有锁、读取、执行SQL、释放，需要执行完SQL才释放。（对于批量insert来说等同于0）

优点：

     对于simple insert 来说，性能比0好些，对于批量来说，性能等同于0

缺点：

     数字不连续

     对于批量来说持有锁的时间相对过长

2：

经常改为2，主要是为了唯一，不是为了连续，在批量insert时或者批量insert并发的时候用

优点：速度最快

缺点：只能保证唯一，不能保证递增和连续。持有、读取和修改、释放、执行SQL

建议修改成2，对于批量的insert可以提升性能

示例

由于innodb_autoinc_lock_mode=1，所以事物一并不会阻塞事物二的simple insert，保证了id字段的唯一性。

参考引用：

何登成的技术博客——《MySQL 加锁处理分析》
微信公众号：架构师之路

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