锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。锁能够保证数据库中数据并发访问的一致性、有效性;锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。锁是MySQL在服务器层和存储引擎层的的并发控制。MySQL中从对数据操作的粒度分为表锁和行锁。表锁是指对一整张表加锁,一般是 DDL 处理时使用;而行锁则是锁定某一行或者某几行,或者行与行之间的间隙。本文我们就重点来介绍MySQL行锁。
行锁不同存储引擎的行锁实现不同,后续没有特别说明,则行锁特指 InnoDB 实现的行锁。在了解 InnoDB 的加锁原理前,需要对其存储结构有一定的了解。InnoDB 是聚簇索引,也就是 B+树的叶节点既存储了主键索引也存储了数据行。而 InnoDB 的二级索引的叶节点存储的则是主键值,所以通过二级索引查询数据时,还需要拿对应的主键去聚簇索引中再次进行查询。
行锁的模式有:读意向锁,写意向锁,读锁,写锁和自增锁(auto_inc),下面我们依次来看。
读锁,又称共享锁(Share locks,简称 S 锁),加了读锁的记录,所有的事务都可以读取,但是不能修改,并且可同时有多个事务对记录加读锁。
写锁,又称排他锁(Exclusive locks,简称 X 锁),或独占锁,对记录加了排他锁之后,只有拥有该锁的事务可以读取和修改,其他事务都不可以读取和修改,并且同一时间只能有一个事务加写锁。
由于表锁和行锁虽然锁定范围不同,但是会相互冲突。所以当你要加表锁时,势必要先遍历该表的所有记录,判断是否加有排他锁。这种遍历检查的方式显然是一种低效的方式,MySQL 引入了意向锁,来检测表锁和行锁的冲突。意向锁也是表级锁,也可分为读意向锁(IS 锁)和写意向锁(IX 锁)。当事务要在记录上加上读锁或写锁时,要首先在表上加上意向锁。这样判断表中是否有记录加锁就很简单了,只要看下表上是否有意向锁就行了。意向锁之间是不会产生冲突的,也不和 AUTO_INC 表锁冲突,它只会阻塞表级读锁或表级写锁,另外,意向锁也不会和行锁冲突,行锁只会和行锁冲突。
AUTOINC 锁又叫自增锁(一般简写成 AI 锁),是一种表锁,当表中有自增列(AUTOINCREMENT)时出现。当插入表中有自增列时,数据库需要自动生成自增值,它会先为该表加 AUTOINC 表锁,阻塞其他事务的插入操作,这样保证生成的自增值肯定是唯一的。AUTOINC 锁具有如下特点:
1)AUTO_INC 锁互不兼容,也就是说同一张表同时只允许有一个自增锁;
2)自增值一旦分配了就会 +1,如果事务回滚,自增值也不会减回去,所以自增值可能会出现中断的情况。
显然,AUTOINC 表锁会导致并发插入的效率降低,为了提高插入的并发性,MySQL 从 5.1.22 版本开始,引入了一种可选的轻量级锁(mutex)机制来代替 AUTOINC 锁,可以通过参数 innodbautoinclockmode 来灵活控制分配自增值时的并发策略。
行锁是MySQL数据库中非常重要的锁,行锁根据场景的不同又可以进一步细分,依次为 Next-Key Lock,Gap Lock 间隙锁,Record Lock 记录锁和插入意向 GAP 锁。不同的锁锁定的位置是不同的,比如说记录锁只锁住对应的记录,而间隙锁锁住记录和记录之间的间隔,Next-Key Lock 则所属记录和记录之前的间隙。想要完全掌握MySQL的各种锁,我们的学习任重而道远。
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