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MySQL鎖-InnoDB中鎖的情况

mysql> select @@version;
+-----------+
| @@version |
+-----------+
| 5.7.21    |
+-----------+
1 row in set (0.01 sec)

一，鎖的基本介紹

相對其他數據庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其最顯著的特點是不同的存儲引擎支持不同的鎖機制。比如，MyISAM和MEMORY存儲引擎采用的是錶級鎖（table-level locking）；InnoDB存儲引擎既支持行級鎖（row-level locking），也支持錶級鎖，但默認情况下是采用行級鎖。

錶級鎖：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生鎖沖突的概率最高，並發度最低。

行級鎖：開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖沖突的概率最低，並發度也最高。

行級鎖類型：

Record Lock(記錄鎖)：當個記錄的鎖（鎖住單條記錄）

記錄鎖只會鎖住索引的記錄，如果InnoDB存儲錶在建立的時候沒有任何索引，那麼這個鎖會使用隱式的主鍵來進行鎖定，如下圖

Gap Lock(間隙鎖)：鎖定一個範圍，不包括記錄本身(只鎖數據前面的GAP)

如下圖為的鎖就是GAP鎖，就是不允許其他事務在索引列8之前的間隙插入新的記錄，也就是(3 , 8)這個區間。gap鎖的作用僅僅是為了防止插入幻影記錄的而已

Next-Key Lock(臨鍵鎖)：同時鎖住記錄和記錄前面的GAP，也就是Next-Key Lock = Record Lock + Gap Lock。

二，鎖的分類

共享鎖 Share Locks (簡稱S鎖，屬於行鎖)

排它鎖 Exclusive Locks (簡稱X鎖，屬於行鎖)

意向共享鎖 Intention Share Locks (簡稱IS鎖，屬於錶鎖)

意向排它鎖 Intention Exclusive Locks (簡稱IX鎖，屬於錶鎖)

自增鎖 AUTO-INC Locks(屬於錶鎖)

下面具體介紹下每種類型的鎖，我們先建一張innodb的錶，sql如下

create table tab_with_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
alter table tab_with_index add index id(id);
insert into tab_with_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');

共享鎖

共享鎖就是多個事務對於同一個數據可以共享一把鎖，都能訪問數據庫，但是只能讀不能修改；

事務A：

select * from tab_with_index lock in share mode;

事務B：

select * from tab_with_index where id =1; // 可以查詢數據

update tab_with_index set name = 'aa' where id = 1 ;

注意：這裏的修改語句會堵塞住，直到事務A提交之後才能操作成功。

排它鎖

排它鎖不能與其他鎖並存，如一個事務獲取了一個數據行的排它鎖，其他事務就不能在獲取該行的鎖，只有當前獲取排它鎖的事務可以對數據進行修改。（delete，update，create默認是排它鎖）

事務A：

select * from tab_with_index where id =1 for update;

事務B：

select * from tab_with_index where id =1; //可以獲取結果

select * from tab_with_index where id =1 for update; // 堵塞

select * from tab_with_index where id = 1 lock for share mode; // 堵塞

注意：事務B兩個sql都會堵塞住,也就是獲取不到共享鎖也獲取不到排它鎖，直到事務A提交之後才能操作成功。

意向共享鎖和意向排它鎖

意向共享鎖：錶示事務准備給數據行加入共享鎖，也就是說一個數據行在加共享鎖之前必須先獲取該錶的IS鎖。

意向排它鎖：錶示事務准備給數據行加入排它鎖，也就是說一個數據行加排它鎖之前必須先獲取該錶的IX鎖。

IS鎖和IX鎖是錶級鎖，他們的提出僅僅為了在之後加錶級別的S鎖和X鎖時可以快速判斷錶中的記錄是否被上鎖，以避免用遍曆的方式來查看錶中有沒有上鎖的記錄，也就是說其實IS鎖和IX鎖是兼容的，IX鎖和IX鎖是兼容的。《MySQL是怎樣運行的》

自增鎖

針對自增列自增長的一個特殊的錶級別鎖。

show variables like 'innodb_autoinc_lock_mode'; 
-- 默認值1，代錶連續，事務未提交則ID永久丟失

三，InnoDB鎖

1、事務及其ACID屬性

事務是由一組SQL語句組成的邏輯處理單元，事務具有4屬性，通常稱為事務的ACID屬性。

原子性（Actomicity）：事務是一個原子操作單元，其對數據的修改，要麼全都執行，要麼全都不執行。一致性（Consistent）：在事務開始和完成時，數據都必須保持一致狀態。隔離性（Isolation）：數據庫系統提供一定的隔離機制，保證事務在不受外部並發操作影響的“獨立”環境執行。持久性（Durable）：事務完成之後，它對於數據的修改是永久性的，即使出現系統故障也能够保持。

2、並發事務帶來的問題

相對於串行處理來說，並發事務處理能大大增加數據庫資源的利用率，提高數據庫系統的事務吞吐量，從而可以支持更多用戶的並發操作，但與此同時，會帶來一下問題：

髒讀：一個事務正在對一條記錄做修改，在這個事務並提交前，這條記錄的數據就處於不一致狀態；這時，另一個事務也來讀取同一條記錄，如果不加控制，第二個事務讀取了這些“髒”的數據，並據此做進一步的處理，就會產生未提交的數據依賴關系。這種現象被形象地叫做“髒讀”

不可重複讀：一個事務在讀取某些數據已經發生了改變、或某些記錄已經被删除了！這種現象叫做“不可重複讀”。

幻讀：一個事務按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的數據，卻發現其他事務插入了滿足其查詢條件的新數據，這種現象就稱為“幻讀”

上述出現的問題都是數據庫讀一致性的問題，可以通過事務的隔離機制來進行保證。

數據庫的事務隔離越嚴格，並發副作用就越小，但付出的代價也就越大，因為事務隔離本質上就是使事務在一定程度上串行化，需要根據具體的業務需求來决定使用哪種隔離級別

	髒讀	不可重複讀	幻讀
read uncommitted	√	√	√
read committed		√	√
repeatable read			√
serializable

可以通過檢查InnoDB_row_lock狀態變量來分析系統上的行鎖的爭奪情况：

mysql> show status like 'innodb_row_lock%';
+-------------------------------+-------+
| Variable_name                 | Value |
+-------------------------------+-------+
| Innodb_row_lock_current_waits | 0     |
| Innodb_row_lock_time          | 18702 |
| Innodb_row_lock_time_avg      | 18702 |
| Innodb_row_lock_time_max      | 18702 |
| Innodb_row_lock_waits         | 1     |
+-------------------------------+-------+
--如果發現鎖爭用比較嚴重，如InnoDB_row_lock_waits和InnoDB_row_lock_time_avg的值比較高

3、InnoDB的行鎖模式及加鎖方法

共享鎖（S） ：又稱讀鎖(lock in share mode)。允許一個事務去讀一行，阻止其他事務獲得相同數據集的排他鎖。若事務T對數據對象A加上S鎖，則事務T可以讀A但不能修改A，其他事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這保證了其他事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。 排他鎖（X） ：又稱寫鎖(for update)。允許獲取排他鎖的事務更新數據，阻止其他事務取得相同的數據集共享讀鎖和排他寫鎖。若事務T對數據對象A加上X鎖，事務T可以讀A也可以修改A，其他事務不能再對A加任何鎖，直到T釋放A上的鎖。

mysql InnoDB引擎默認的修改數據語句：update,delete,insert都會自動給涉及到的數據加上排他鎖，select語句默認不會加任何鎖類型，如果加排他鎖可以使用select …for update語句，加共享鎖可以使用select … lock in share mode語句。所以加過排他鎖的數據行在其他事務中是不能修改數據的，也不能通過for update和lock in share mode鎖的方式查詢數據，但可以直接通過select …from…查詢數據，因為普通查詢沒有任何鎖機制。

4、InnoDB行鎖實現方式

InnoDB行鎖是通過給索引上的索引項加鎖來實現的，這一點MySQL與Oracle不同，後者是通過在數據塊中對相應數據行加鎖來實現的。InnoDB這種行鎖實現特點意味著：只有通過索引條件檢索數據，InnoDB才使用行級鎖，否則，InnoDB將使用錶鎖！

1、在不通過索引條件查詢的時候，innodb使用的是錶鎖而不是行鎖

create table tab_no_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
insert into tab_no_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');

session1	session2
set autocommit=0 select * from tab_no_index where id = 1;	set autocommit=0 select * from tab_no_index where id =2
select * from tab_no_index where id = 1 for update
	select * from tab_no_index where id = 2 for update;

session1只給一行加了排他鎖，但是session2在請求其他行的排他鎖的時候，會出現鎖等待。原因是在沒有索引的情况下，innodb只能使用錶鎖。

2、創建帶索引的錶進行條件查詢，innodb使用的是行鎖

create table tab_with_index(id int,name varchar(10)) engine=innodb;
alter table tab_with_index add index id(id);
insert into tab_with_index values(1,'1'),(2,'2'),(3,'3'),(4,'4');

session1	session2
set autocommit=0 select * from tab_with_indexwhere id = 1;	set autocommit=0 select * from tab_with_indexwhere id =2
select * from tab_with_indexwhere id = 1 for update
	select * from tab_with_indexwhere id = 2 for update;

3、由於mysql的行鎖是針對索引加的鎖，不是針對記錄加的鎖，所以雖然是訪問不同行的記錄，但是依然無法訪問到具體的數據（這裏是錶鎖）

alter table tab_with_index drop index id;
insert into tab_with_index  values(1,'4');

session1	session2
set autocommit=0	set autocommit=0
select * from tab_with_index where id = 1 and name='1' for update
	select * from tab_with_index where id = 1 and name='4' for update 雖然session2訪問的是和session1不同的記錄，但是鎖的是具體錶，所以需要等待鎖