MySQL锁机制

本文参考自MySQL官网5.6版本参考手册的14.5.1,此小节说明MySQL的锁分类，此外还有14.5.2小节和14.5.3小节详述事务隔离级别和各SQL语句的加锁模式，后两节将单独写2篇笔记。

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-locking.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-transaction-isolation-levels.html

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-locks-set.html

 

第一部分：概述

Myisam的锁比较容易理解，无论是读还是写都只会加表锁，表锁又分为read锁和write锁，可以使用如下方式手动加锁：

--加表锁语句（同样适用于InnoDB）：
lock tables
tbl_name [[AS] alias] lock_type
[, tbl_name [[AS] alias] lock_type] ...
lock_type:
READ [LOCAL]
| [LOW_PRIORITY] WRITE
--解表锁语句：
unlock tables
--如何观察InnoDB锁：
set @@global.innodb_status_output_locks=on; 
--这样show engine innodb status\G可以显示InnoDB额外的锁信息（锁太多时也无法完全显示），标准情况下只显示锁数目。

Myisam的read、write表锁其实可以看做一种元数据锁。

由于Myisam这样的锁机制，导致Myisam是一款读性能较好，并发写性能较差的存储引擎，本文主要讨论如今的MySQL默认存储引擎InnoDB的锁机制。

 

第二部分：InnoDB锁分类

InnoDB存储引擎在使用到索引时会使用行锁，否则使用表锁。InnoDB没有页锁，只有表锁和行锁。

一、InnoDB表锁有以下几种：

InnoDB也可以使用lock tables ... read/write来添加元数据表锁。

InnoDB支持的事务锁有：

S ：其实是行锁，MySQL的行锁不会有额外的锁开销，因此我更愿意把这种全表的S行锁称作表S锁。

X ：其实是行锁，MySQL的行锁不会有额外的锁开销，因此我更愿意把这种全表的X行锁称作表X锁。

IS：表级意向共享锁，即表示事务有向底层资源加共享行锁的意向。如select ... lock in share mode语句，在加行锁之前会在表上现加IS锁，这样可以提高锁冲突检测的效率，同时也可以避免事务在表级添加会使其他事务行锁失效的表级锁。

IX：表级意向独占锁，即表示事务有向底层资源加独占行锁的意向。一般来说delete、update语句和select ... for update语句都会在加行锁之前先加表级IX锁，除非未用到索引（此时直接加表级X锁）。

表锁的兼容性图：

此外表级锁还有一种比较特殊的锁：AUTO-INC Locks

这种锁只在向自增主键中插入记录时出现，由于自增主键在MySQL中较为常见，因此也算是经常会遇到的锁，这种锁是为自增主键设计的，无需和以上4钟锁检测冲突。

AUTO-INC Locks的锁机制：

在向自增主键中插入记录时，其他insert事务都需要等待直到本事务的插入完成才能继续插入自增记录，注意是插入完成而不是本事务完成。这很好理解，因为需要保证自增主键的连贯性。但是如果你有超高的插入并发，那么肯定会带来性能问题。

因此InnoDB也提供了折中的方案，innodb_autoinc_lock_mode参数可以控制你是否使用这种锁，如果你的自增主键不需要严格连贯而且需要更高的insert并发，那么可以禁用掉这种锁。

但是如果你做了主从复制，而且使用的是statement模式的binlog，那么禁用innodb_autoinc_lock_mode后可能造成主从自增主键不一致，尤其是遇到insert ... select ... from table_name;这种语句。此时需要改为row模式或mixed模式的binlog主从复制，因为row模式对SQL执行顺序不敏感，而mixed模式也会将可能影响主从复制的statement改为row模式传输。

那么最后还有个问题就是既需要超高插入并发又需要连贯自增，那该怎么办？

凉拌~

 

二、InnoDB行锁有以下四种：

1.Record lock

即在索引上加的锁，lock_mode分为S和X两种模式。

例如SELECT c1 FROM t WHERE c1 = 10 FOR UPDATE;就会c1列的索引上添加S类型的Record lock。

Record lock一定是加在索引记录上的，即便是一个没有定义任何索引的表，InnoDB也会创建一个隐式的聚集索引，在用到此索引时加Record lock。

2.Gap lock

即间隙锁，锁定不存在的索引记录，官方定义是：Gap lock用于锁定2个索引记录之间、或第一个索引记录之前、或最后一个索引记录之后的范围。

通常我们会把Record lock和Gap lock合起来用，称为Next-key lock，因此Gap lock就不多说了。

之所以设计Gap lock主要是为了解决幻读问题的，参考SQL Server的键范围锁。Gap锁是可以禁用的，你可以将数据库的全局隔离级别设置为read committed或者将innodb_locks_unsafe_for_binlog参数设置为1来禁用Gap lock，只是这样就会出现幻读，不过幻读一般并不是什么大问题，比如Oracle数据库的默认隔离级别下就无法避免幻读，不也大把人在用吗。

另外必须要说的一点是同一个gap上的Gap lock的S和X模式效果完全一样的，就算你加了一个X模式的gap lock，其他事务也能在同一个gap上再加一个X模式的gap lock，不会阻塞，当然仅限于同一个gap。

3.Next-key lock

即Record lock和Gap lock的合体。例如SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;会在[10,20]之间的c1 index record上加lock_mode为X的next-key lock，也就是说会在[10,20]之间的所有存在的index record上加X模式的record lock，同时也会用X模式的gap锁锁定不存在的index record防止幻读，这两种锁加起来就称作next-key lock。

如果使用的索引是唯一索引，那么不加next-key lock的，只加record lock。

再次提醒的是next-key lock其实并不存在而是Record lock和Gap lock的合体，show engine innodb status\G显示的结果也都是用Record lock来展示的，不过展示出的数目比较诡异看不懂源码的话不建议深究，这点比Oracle和Sqlserver差太远。这里我就要顺带吐槽一下官网手册了，毕竟是开源DB，一些前后矛盾和明显有歧义的解释也是让人很无奈。

4.插入意向锁（Insert Intention Locks）

这个锁也是一个InnoDB的奇葩例子，不知道大家发现没InnoDB在谈IX IS还有行锁这些锁的时候基本不用insert语句来举例，这点如果是熟悉Oracle和SQL Server的人就会很困惑，因为增删改全都是DML语句，大家加锁机制基本相似的，无非就是表级意向锁+页级or行级锁的套路，但是InnoDB不是这样！！！insert语句和delete、update完全不是一路人！！关于Insert语句的加锁模式可以参考http://www.cnblogs.com/leohahah/p/8863422.html中的INSERT说明部分。

这个锁用于表明：只要不是插入相同的index record，多个事务向同一个gap插入记录是不会阻塞的。

Insert语句的基本加锁模式为：表级IX锁--行级插入意向锁--行级锁。

插入意向锁其实是行级别的一种意向gap锁，既然有意向两字那么可以认定就是用于检测锁冲突的，是为在行级别获取X模式的record lock锁提前做检测。

用一个例子来解释更为明了：

--会话A执行：
CREATE TABLE child (id int(11) NOT NULL, PRIMARY KEY(id)) ENGINE=InnoDB;
INSERT INTO child (id) values (90),(102);
START TRANSACTION;
SELECT * FROM child WHERE id > 100 FOR UPDATE;
--会话B执行：
INSERT INTO child (id) VALUES (101);

可以看到会话B被阻塞了，而show engine innodb status\G看到的锁等待如下：

即insert语句想在(90,102)的gap上加个lock_mode=X的gap锁，也就是Insert Intention Lock，但是会话A的select for update语句已经在(100,102)的gap上添加了X模式的gap锁，这是一个与(90,102)不同但被包含在内的gap，于是被阻塞无法获取X模式的Insert Intention Gap Lock。

 

三、总结

MySQL的锁机制基本就如上所示了，但是了解InnoDB锁只是初步的，还必须结合事务隔离级别的概念去判断各种SQL的具体加锁机制，因为事务隔离级别会影响SQL的默认加锁模式。

MySQL的事务隔离级别定义也是遵循ANSI SQL92标准的，不过但凡是家数据库厂商都会说自己遵循SQL92标准，而事实是早已加料加的面目全非。当然这全都是为了能够提供更好的并发性能。例如Oracle也说自己遵循SQL92标准，结果四大隔离级别只支持2个，SQL Server也说自己支持，结果又多造出来2个事务隔离级别。

同样的MySQL也提供了4大基本的事务隔离级别，不同的隔离级别下加锁机制区别很大，参考：http://www.cnblogs.com/leohahah/p/8857124.html。