什麼是 MySQL 鎖？有哪些鎖類型？

爲什麼需要引入鎖

鎖是計算機協調多個進程或線程併發訪問某一資源的一種機制，在併發事務下保證數據的正確和唯一性。

鎖在 MySQL 中是非常重要的一部分，對 MySQL 的數據訪問併發有着舉足輕重的影響

MySQL 中的鎖是在服務器層或存儲引擎層實現的，不同的存儲引擎的鎖機制也有較大的區別。

MySQL 鎖的實現

很多人都一樣，在剛開始學習 MySQL 中鎖的時候，網上一查出來一堆，什麼表鎖、行鎖、讀鎖、寫鎖、悲觀鎖、樂觀鎖等等等，直接整個人就懵了。

本文我們將以鎖粒度的角度去看 MySQL 鎖的分類情況

沒事，先看看小許歸納的鎖知識大綱，先對鎖的位置和鎖歸屬的存儲引擎有個前置瞭解！

全局鎖

全局鎖就是對整個數據庫實例加鎖，MySQL 有個全局讀鎖的命令如下：

flush tables with read lock(FTWRL)

執行後，整個數據庫就處於只讀狀態（不能寫入） 了，這個時候其他線程執行數據更新語句（數據的增刪改），數據定義語句（建表、修改表結構等）等，都會被阻塞。

解鎖命令：

unlock tables

使用場景舉例：

主要應用於做全庫邏輯備份，原理也很簡單在全局鎖期間數據或表結構不會被更新，備份後文件的數據與預期也就一樣了。

當時加上全局鎖，意味着整個數據庫都是隻讀狀態，如果備份時間過長就導致其他

Mysql 中數據備份使用的命令是 mysqldump 命令

當使用參數 - single-transaction 的時候，導出數據之前就會啓動一個事務，來確保拿到一致性視圖，而由於 MVCC 的支持，這個過程中數據是可以正常更新的，因爲讀取的數據在更新前已確認。

頁鎖

頁級鎖是 MySQL 中比較獨特的一種鎖定級別，主要應用於 BDB 存儲引擎，我們實際中基本上用的是 InnoDB 引擎，這裏對頁鎖就不多展開了。

表鎖

MyISAM 和 InnoDB 都支持表級鎖，但是 InnoDB 默認的是行級鎖。

表鎖下面又分了以下四種

表鎖

顧名思義，就是直接對錶進行加鎖，可以使用下面命令：

//加讀鎖
lock tables table_name read;
//加寫鎖
lock tables table_name write;
// 釋放當前會話的所有表鎖
unlock tables

如果加的是寫鎖，當對錶進行寫操作時也會被阻塞，直到寫鎖被釋放。

不過儘量避免在使用 InnoDB 引擎的表使用表鎖，因爲表鎖的顆粒度太大，會影響併發性能。

元數據鎖

MySQL5.5 引入了元數據鎖（meta data lock - MDL），它不需要顯式使用，在訪問一個表的時候會被自動加上。

• • 對錶數據進行 CRUD 操作時，加 MDL 讀鎖

• • 對錶結構變更操作的時候，加 MDL 寫鎖

既然是自動加鎖，那釋放也是自動的！

事務執行期間，MDL 是一直持有的， 在事務提交後 MDL 纔會釋放。

意向鎖（Intention Lock）

意向鎖主要是在對數據表的行記錄加共享鎖 (S 鎖)、獨佔鎖(X 鎖) 之前，需要先在表級別加上一個意向鎖。

在 InnoDB 引擎中，當執行查詢操作，需要先對錶加上「意向共享鎖」，然後對該記錄加【共享鎖】

意向鎖有兩種類型：

意向共享鎖（IS 鎖）：一個事務給一個數據行加共享鎖時，必須先獲得表的意向共享鎖

意向獨佔鎖（IX 鎖）: 一個事務給一個數據行加獨佔鎖時，必須先獲得表的意向獨佔鎖

爲什麼需要先加意向鎖？

意向鎖的目的是更加快速的判斷數據表表裏是否有記錄被加鎖。

比如我們要加【獨佔表鎖】，先在表級別加了【意向獨佔鎖】，那麼在加【獨佔鎖】時，直接查該表是否有意向獨佔鎖，如果有就表示表記錄存在獨佔鎖，這樣就不用去遍歷表記錄去查看行記錄是否存在獨佔鎖了。

加鎖命令如下：

//加上意向共享鎖，然後對讀取的記錄加共享鎖
select ... lock in share mode;

//先表上加上意向獨佔鎖，然後對讀取的記錄加獨佔鎖
select ... for update;

AUTO-INC 鎖

字面意思是用來控制自動自增的鎖？

是的，一般來說我們會在表中設置一個字段聲明 AUTO_INCREMENT 的自增 ID 字段。

AUTO-INC 鎖在自增字段起了個什麼作用呢？

當使用 INSERT 語句插入一條新記錄時，MySQL 會自動爲自增字段加鎖，防止其他併發的插入操作同時獲取相同的自增值。

其他事務要等待，直到執行完插入語句之後纔會釋放鎖。

這就保證了數據表的 AUTO_INCREMENT 字段的值是連續遞增。

好吧，原來這個 AUTO_INC 鎖的作用是這樣的，以前我還一直不知道呢！

👉 AUTO-INC 鎖有什麼問題？

大批量數據在一條語句中插入時 (INSERT SELECT)，會帶來一些性能上的影響，從而阻塞其他事務的插入操作！

🚩 MySQL 是如何進行 AUTO-INC 鎖性能優化的？

MYSQL 5.1.22 版本開始，InnoDB 存儲引擎使用一種輕量級互斥鎖 (Mutex) 來控制自增列增長

通過參數 innodb_autoinc_lock_mode 來控制 可以設定 3 個值分別是 0，1，2

• • 0：traditional 每次 insert 都採用 AUTO-INC 鎖，語句執行結束後才釋放鎖，但併發能力較弱

• • 1：consecutive 對於 SIMPLE INSERT，使用輕量級互斥鎖，對於 BULK INSERT，使用 AUTO-inc locking

• • 2：interleaved 採用輕量級鎖，申請自增主鍵後就釋放鎖，但可能會造成 insert 分配的 id 順序不一致

🚩 一個事務中存在多個 insert 語句，auto-inc 鎖是如何申請的？

自增鎖跟事務無關，即使多個 insert 語句在同一個十五中，每個 insert 還是都會申請罪行的自增鎖。

行鎖

顧名思義，行鎖就是給數據庫表中每行數據加鎖，行鎖是加在索引上的

比如某個表中 id 字段是主鍵，如果給 id=2 這條記錄加鎖，那這把鎖是加在主鍵索引 (聚簇索引) 上的

行鎖使用分類

我們講表鎖的時候說到了意向鎖，在對數據表的行記錄加共享鎖 (S 鎖)、獨佔鎖(X 鎖) 之前，需要先在表級別加上一個意向鎖 。

InnoDB 行級鎖按照使用方式分爲：共享鎖（S 鎖）、排它鎖（X 鎖）

讀鎖會阻塞寫 (X)，但是不會堵塞讀(S)，而寫鎖則會把讀(S) 和寫 (X) 都堵塞

對於普通 select 語句，innodb 不會加任何鎖。如果想在 select 操作的時候加上 S 鎖 或者 X 鎖，需要我們手動加鎖。

//查詢記錄加共享鎖
select ... lock in share mode;

//查詢記錄加獨佔鎖
select ... for update;

InnoDB 在 RR(MySQL 默認隔離級別) ，對於 update、delete 和 insert 語句， 會自動給涉及的數據集加排它鎖（X）

InnoDB 支持 3 種行鎖的算法，分別是：

• • Record Lock： 單個行記錄上的鎖

• • Gap Lock： 間隙鎖，鎖定一個範圍，但不包含記錄本身

• • Next-Key Lock： Gap Lock 與 Record Lock 的結合，鎖定一個範圍，並且鎖定記錄本身

我們在分析行鎖三種算法是要結合存在共享鎖（S）和排他鎖（X）場景，我們接着看這三種

記錄鎖 Record Lock

Record Lock 稱爲記錄鎖，鎖住的是一條記錄

SELECT * FROM `demo` WHERE `id`= 23 FOR UPDATE;

上面 SQL 在 id = 23 的記錄上加上記錄鎖（X 鎖），這樣其他事務就無法插入，更新，刪除 id=23 這一行。

下面 SQL 是對主鍵索引 與 唯一索引 對數據行進行 UPDATE 操作時，也會對該行數據加記錄鎖：

UPDATE demo SET name = 'xiaoxu' WHERE id = 23;

記錄鎖是鎖住記錄，鎖住索引記錄，而不是真正的數據記錄。

🚩 表中沒有建索引怎麼辦？

即使該表上沒有任何索引，那麼 innodb 會在後臺創建一個隱藏的聚集主鍵索引，那麼鎖住的就是這個隱藏的聚集主鍵索引。

間隙鎖 GAP Lock

間隙鎖 是 InnoDB 在 RR(可重複讀) 隔離級別 下爲了解決幻讀問題時引入的鎖機制。

Tips：使用間隙鎖 GAP Lock 鎖住的是一個區間，而不僅僅是這個區間中的每一條數據

SELECT * FROM demo WHERE id > 23 and id < 25 FOR UPDATE

上面語句對 id 範圍（23, 25）的數據行加間隙鎖鎖，此時就無法插入 id= 24 的數據

臨鍵鎖 Next-Key Lock

Next-key Lock 臨鍵鎖是記錄鎖和間隙鎖的組合，鎖的範圍是左開右閉區間的數據（即在某條記錄以及這條記錄前面間隙上的鎖）。

InnoDB 是使用 Next-Key Lock 來解決幻讀問題的，在數據行上的非唯一索引列上都會存在一把臨鍵鎖。

注意：臨鍵鎖只與 非唯一索引列 有關，在 唯一索引列（包括主鍵列）上不存在臨鍵鎖。

上面表結構中 age 字段爲普通索引

-- 事務A 更新age=24的記錄 
UPDATE demo SET name = Vladimir WHERE age = 24;
-- 事務B 執行插入
INSERT INTO demo VALUES(100, 26, 'xiaoxu');

事務 A 在對 age 爲 24 的列進行 UPDATE 操作的同時，也獲取了 (24, 26] 這個區間內的臨鍵鎖，所以此時事務 B 會被阻塞。

問題

臨鍵鎖 Next-Key Lock 如何降級？

細心的朋友會發現開頭的題綱中有一個降級的指向，那麼是在什麼情況下發生降級的呢？

在能使用記錄鎖或者間隙鎖就能避免幻讀現象的場景下， next-key lock 就會退化成記錄鎖或間隙鎖。

有以下場景：

唯一索引等值查詢：

1. 當查詢的記錄是存在的，next-key lock 會退化成【記錄鎖】 2. 當查詢的記錄是不存在的，next-key lock 會退化成【間隙鎖】

非唯一索引等值查詢：

1. 當查詢的記錄存在時，除了會加 next-key lock 外，還額外加間隙鎖，也就是會加兩把鎖。
2. 當查詢的記錄不存在時，只會加 next-key lock，然後會退化爲間隙鎖，也就是隻會加一把鎖。

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