MySQL中锁的分类及介绍

概述

MySQL中的锁比较繁杂,但其实MySQL中的锁本质上并没有那么多,只是我们站在不同维度上对锁进行的分类,本文主要介绍MySQL中锁的类型及用途。

锁的分类

基于锁的属性分类,可以分为:

  • 共享锁
  • 排他锁

基于锁的粒度分类,可以分为:

  • 行级锁(InnoDB)
  • 表级锁(InnoDB、MyISAM)
  • 页级锁(BDB引擎)
  • 记录锁
  • 间隙锁
  • 临键锁

基于锁的状态分类:可以分为:

  • 意向共享锁
  • 意向排他锁

锁介绍

共享锁(Share Lock)

共享锁又称读锁,简称S锁。
当一个事务为数据加上读锁后,其他事务只能对该数据加读锁而不能对数据加写锁,直到所有的读锁释放之后其他事务才能对其加写锁。
共享锁的特性主要是为了支持并发的读取数据,读取数据的时候不支持对数据进行任何修改。

排他锁(Exclusive Lock)

排他锁又称写锁,简称X锁。
当一个事务为数据加上写锁后,其他事务将不能再为数据加任何锁,直到该锁释放之后其他事务才能对数据进行加锁。
排他锁的目的是在数据修改的时候,不允许其他人同时修改,也不允许其他人读取,避免出现脏数据和脏读的问题。

表锁(Table Lock)

表锁是指上锁的时候锁住的是整个表,当下一个事务访问该表的时候,必须等前一个事务释放了锁,才能进行对表的访问。
其特点是:粒度大,加锁简单,容易冲突,所以支持的并发较低。

行锁(Row Lock)

行锁是指上锁的时候锁住的是表中的某一行或多行记录,其他事务不能访问被锁住的记录,但可以访问未被锁住的记录。
其特点是:粒度小,加锁比表锁麻烦,但不容易冲突,相比表锁可以支持更高的并发。

记录锁(Record Lock)

记录锁属于行锁的一种,只不过记录锁的范围只是表中的某一条记录

那么什么时候会出现记录锁呢?
答案是精确条件命中,并且命中的条件字段是唯一索引。
如果你使用的是普通索引,虽然某个查询最终也仅命中了表中的1条记录,它也不会加记录锁,必须是命中了唯一索引

加了记录锁之后,可以避免数据在查询的时候被修改,也避免了在修改的事务未提交前被其他事务读取,引发脏读问题。

页锁(Page Lock)

页级锁是MySQL中锁定粒度介于行级锁和表级锁中间的一种锁。
表级锁加锁速度快,但冲突多,行级锁冲突少,但是加锁速度慢,而页级锁相对折中,一次锁定一页的数据。
其特点是:锁定粒度、开销和加锁时间介于表锁和行锁之间,并发度一般,和行锁一样也会出现死锁。

间隙锁(Gap Lock)

属于行锁的一种,间隙锁是在事务加锁后其锁住的是表记录的某一个区间,包括记录之间的间隙,遵循左开右闭原则。
它的存在可以解决幻读问题,另外需要注意,Gap Lock 只在 REPEATABLE READ 隔离级别下有效(在MySQL的 REPEATABLE READ 隔离级别中,它已经帮我们解决了幻读问题,解决的方案就是 Gap Lock)

临键锁(Next-Key Lock)

临键锁也属于行锁的一种,并且它是InnoDB引擎的行锁默认算法。
临键锁Next-Key Lock 可以理解为是 Record Lock 和 Gap Lock 的结合体。
正常来说,我们加行锁的基本单位就是 Next-Key Lock,即既有记录锁又有间隙锁(但是有时候 Next-Key Lock 会退化)。
Next-Key Lock 的加锁规则:

  • 锁的范围是左开右闭。
  • 如果是唯一非空索引的等值查询,Next-Key Lock 会退化成 Record Lock。
  • 普通索引上的等值查询,向后遍历时,最后一个不满足等值条件的时候,Next-Key Lock 会退化成 Gap Lock。
    结合记录锁和间隙锁的特性,临键锁避免了出现脏读、重复度、幻读的问题,加了临键锁之后,在范围区间内的数据不允许被修改和插入。

意向锁(Intention Lock)

InnoDB支持多粒度锁,为了允许行锁和表锁共存,InnoDB引入了意向锁的概念。
意向锁是一种表级锁,它用来指示事务稍后对表中的行需要哪种类型的锁(共享或独占)
意向锁分为:

  • 意向共享锁(简称IS):事务想要获取到一张表中某几行的共享锁
    事务想要在获得表中某些记录的共享锁,需要在表上先加意向共享锁。
  • 意向排他锁(简称IX):事务想要获取到一张表中某几行的排他锁
    事务想要在获得表中某些记录的互斥锁,需要在表上先加意向互斥锁。

值得注意的是:

  • 意向共享锁和意向排它锁之间不会发生冲突
  • 意向锁也不会和数据行共享锁S、排它锁X发生冲突

下面的矩阵总结了表级锁类型的兼容性:


如果锁与现有锁兼容,则将锁授予请求事务,但如果与现有锁冲突则不会,事务会等待直到释放冲突的现有锁。

自增锁(AutoInc Lock)

AUTOINC 锁又叫自增锁(一般简写成 AI 锁)。
它是一种表锁,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:

  • 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;
  • 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。具体可以参考 MySQL 的 AUTOINCREMENT Handling in InnoDB 一文。

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