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锁

锁分类

从锁的操作划分

• 共享锁和排他锁
  • 共享锁（读锁）和排他锁（写锁）。
  • 对于更新语句，InnoDB会自动加上排他锁；对于查询语句，如果是快照读，由于MVCC的存在，InnoDB不会加任何锁。
  • 只有共享锁和共享锁不冲突，其他组合的锁都是冲突的。

从锁的粒度划分

• 全局锁

  • 通过FLUSH TABLES WITH READ LOCK语句，整个数据库处于只读状态，其他线程的增删改或表结构修改操作都会阻塞。
  • 主要应用于全库逻辑备份，确保备份期间数据或表结构不被更新。

• 表级锁

  • 表锁：通过LOCK TABLES语句对表加锁，会限制其他线程及本线程接下来的读写操作。

  • 元数据锁（MDL）

    ：

    • 对表进行操作时自动加上。
    • CRUD操作加MDL读锁；表结构变更操作加MDL写锁。
    • 保证表执行CRUD操作时，防止其他线程对表结构做变更。

  • 意向锁

    ：

    • 执行插入、更新、删除操作时，先对表加意向独占锁，再对记录加独占锁。
    • 目的是快速判断表里是否有记录被加锁。

• 行级锁

  • InnoDB引擎支持，MyISAM引擎不支持。
  • 记录锁：锁住一条记录，有S锁和X锁之分，满足读写互斥、写写互斥。
  • 间隙锁：只存在于可重复读隔离级别，解决幻读现象。
  • Next-Key Lock（临键锁）：Record Lock + Gap Lock的组合，锁定一个范围及记录本身。
  • 插入意向锁：某个区间的某个位置的锁。
  • 隐式锁：当前事务不生成锁结构，延迟生成。其他事务根据隐藏字段判断事务是否提交，若提交则自己加锁；若未提交则帮助此事务加锁并等待。

锁与索引的关系

1. 行锁基于索引实现，锁定范围是索引记录。
2. 索引的选择影响锁的范围和性能，使用索引可减少锁定行数，提高并发性。
3. 无索引时，可能退化为表锁，导致大量行被锁定。

插入语句是否会触发间隙锁？

• 普通INSERT
  • 如果间隙已经有间隙锁，使用插入意向锁，插入后给插入的数据上隐式锁；如果没有，加隐式锁。
• 唯一约束冲突时的INSERT
  • 如果插入的值在锁定范围内且违反唯一约束，会加临键锁。
  • 示例：事务A锁定了(1, 10]，INSERT INTO t (id) VALUES (5);会阻塞，直到事务A提交。

表锁和行锁的作用

• 表锁的作用
  • 整体控制：控制整个表的并发访问，确保数据完整性和一致性。
  • 粒度大：锁定表时可能影响其他操作，引起锁竞争和性能问题。
  • 适用于大批量操作：适合表重建、大量数据加载等场景。
• 行锁的作用
  • 细粒度控制：精确控制对表中某行数据的访问，提高并发性能。
  • 减少锁冲突：减少锁竞争，提高并发访问效率。
  • 适用于频繁单行操作：适合订单系统中的订单修改、删除等操作。

加锁算法

读未提交下

• 增：如果间隙已经有间隙锁，使用插入意向锁，插入后给插入的数据上隐式锁；如果没有，加隐式锁；如果是二级唯一索引，无论哪个隔离级别，插入新记录时遇到唯一二级索引列重复，加临键锁。
• 删：需要获取要删除记录的记录锁，保证删除时其他事务未使用这些数据，并保证删除后其他事务无法操作。
• 改：给需要更改的数据上记录锁。
• 查：普通SELECT不上锁，直接读最新数据，不管是否提交；SELECT…FOR UPDATE或SELECT … LOCK IN SHARE MODE会上记录锁，不锁间隙。

读已提交下

• 增：同读未提交。
• 删：需要获取要删除记录的记录锁，保证删除时其他事务未使用这些数据，并保证删除后其他事务无法操作。
• 改：给需要更改的数据上记录锁。
• 查：普通SELECT不上锁，通过MVCC找到读取的数据；SELECT…FOR UPDATE或SELECT … LOCK IN SHARE MODE会上记录锁，不锁间隙。

可重复读下

• 增：如果间隙已经有间隙锁，使用插入意向锁，插入后给插入的数据上隐式锁；如果没有，加隐式锁；如果是二级唯一索引，无论哪个隔离级别，插入新记录时遇到唯一二级索引列重复，加临键锁。
• 删：使用临键锁，防止其他事务在删除的区间内插入数据。
• 改：给需要更改的数据上临键锁。
• 查：普通SELECT不上锁，通过MVCC找到读取的数据；SELECT…FOR UPDATE或SELECT … LOCK IN SHARE MODE会上临键锁，锁间隙。

串行化读下

• 增：如果间隙已经有间隙锁，使用插入意向锁，插入后给插入的数据上隐式锁；如果没有，加隐式锁；如果是二级唯一索引，无论哪个隔离级别，插入新记录时遇到唯一二级索引列重复，加临键锁。
• 删：使用临键锁，防止其他事务在删除的区间内插入数据。
• 改：给需要更改的数据上临键锁。
• 查：普通查询自动变为SELECT … LOCK IN SHARE MODE，上临键锁，锁间隙。

锁释放与操作细节

• 这些锁的释放是在事务提交后释放。
• 删除操作和更新操作类似，删除本质是修改行记录的逻辑删除标识位。
• MVCC只有在读已提交和可重复读中才有。
• 间隙锁只有在可重复读和串行化读中才有。
• 读已提交相对于读未提交只多了个MVCC，用于解决数据可见性问题，保证读到的是已提交的数据。
• 可重复读相对于读已提交相当于把记录锁升级为临键锁，解决（大部分）幻读情况。
• 串行化读相对于可重复读相当于普通读会上锁，解决全部幻读情况。