MYSQL锁机制详解

最近在学习MySQL的锁机制和隔离级别，发现跟Oracle还是有比较大的差异。例如Oracle默认隔离级别是read committed，而MySQL默认是repeatable read。Oracle除了串行化，无法避免幻读。而MySQL在repeatable read级别下，通过next-key锁机制，避免了幻读的产生。记录一下理论理解以及实验验证。
InnoDB锁类型有如下几种：
共享锁（S）和排他锁（X）；
意向锁（Intention locks）；
行锁（Record lock）；
间隔锁（Gap lock）；
Next-key lock;
插入意向锁（Insert Intention lock）
1.共享锁和排他锁
InnoDB的行级锁分为共享锁和排他锁。共享锁（S）锁定一行用于读取，排他锁（X）锁定一行用于修改写入。
如果一个事务在一行数据上持有共享锁（S），其他事务也可以获取该行上的共享锁（S），这种情况是多个事务同时持有该行数据的共享锁（S）；但其他无法获取该行上的排他锁（X）。
如果一个事务在一行数据上持有排他锁（X），其他事务无法获取该行以上两种类型的锁。
同时，InnoDB的行锁是通过索引实现的，如果列上没有索引，那么锁的粒度是表级的。
实验：t1表的id列上没有索引


2.意向锁
InnoDB支持多粒度锁，允许同时存在表锁和行锁（但各种类型锁之间有冲突限制，后面会说明），引入了意向锁。意向锁是表级别的，在获取行锁之前，会先申请一个意向锁，表示之后该事务会在某些行上申请行锁。意向锁有两种类型：
1）共享意向锁（IS），表示事务将在某些数据行上持有共享锁；
2）排他意向锁（IX），表示事务将在某些数据行上持有排他锁。
例如，select … for share持有共享意向锁（IS），select … for update持有排他意向锁（IX）。
意向锁机制约定如下：
1）一个事务获取共享行锁前，必须先获取共享意向锁（IS）；
2）一个事务获取排他行锁前，必须先获取排他意向锁（IS）。
意向锁及行锁之间的兼容性如下：

当事务申请一个锁时，不管是意向锁还是行锁，都要看是否与已存在的锁是否兼容。可以通过show engine innodb status\G查看意向锁的事务信息。
3.行锁
行锁是通过锁定索引行来实现的。同样可以通过show engine innodb status\G查看行锁的事务信息。
4.间隔锁
间隔锁用来锁定一个区间内的索引行，或者锁定索引第一个值以前和最后一个值往后的区间。例如
SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;
将会在锁定10<=c1<=20的区间，阻塞c1=15的插入，不管表上是否已存在c1=15。
间隔锁对单值也同样有效。
但如果列上有唯一索引，就不会用到间隔锁，而是只锁定指定的行。
间隔锁是性能和并发性的折中，如果将隔离级别设为read committed，即禁用间隔锁，但在外键和重复键约束检查的时候，仍然会启用间隔锁。
间隔锁实验在后面next-key锁一起演示。
5.next-key锁
next-key锁是行锁和间隔锁的结合，即锁住该行数据及该行数据往前的区间。MySQL就是通过next-key锁避免了幻读的产生。
例如ti表id列上有10, 11, 13, and 20这些值，那么可能的next-key锁区间会是以下：
(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)
实验：
1）id列上没有索引，则select id from id=11 for update是锁表的，前文已经有过说明；
2）id列上有索引，
当id是11，会锁住(10,11]


当id是索引最小值10，会锁住(negative infinity, 10]；当id是索引最大值20，会锁住(20, positive infinity)，即id=13也不能插入。
next-key锁小结：
next-key总会锁住数据行本身（行锁）以及该行的前一个索引行对应的数据行（间隔锁）；
当选定条件包含索引最小值，则包含锁住小于索引最小值的无穷区间；
当选定条件包含索引最大值，则包含锁住大于索引最大值的无穷区间。

实验：next-key锁避免幻读，以下实验中隔离级别是read committed，无论是用for share 还是for update锁住id>13的数据行，还是可以往表里插入id=23的数据，那么再发起同样查询的时候，就肯定会出现不一样的结果，像是出现了幻觉一样。以下就省略for update的测试了。



6.插入意向锁
插入意向锁是一种间隔锁，作用在插入行及行往前的区间，只要插入的数据行不冲突，不同事物之间的插入意向锁即使在区间上重叠，也不会产生等待。