MySQL技術(shù)內(nèi)幕：Innodb存儲引擎

(間隙鎖目前理解的還不是很透徹，后面索引看完了再過來回顧一下間隙鎖)

第六章 鎖

一、Innodb存儲引擎中的鎖

1.鎖是數(shù)據(jù)庫區(qū)別于文件系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵特性，

2.兩種標(biāo)準(zhǔn)的行級鎖：

• 共享鎖(S Lock)：允許事務(wù)讀一行數(shù)據(jù)
• 排它鎖(X Lock)：允許事務(wù)刪除或更新一行數(shù)據(jù)

? S鎖與S鎖兼容，與X鎖不兼容：也就是如果事務(wù)t1獲取了行r的共享鎖，那么事務(wù)t2也想獲取行r的共享鎖是可以獲取到的(這種情況成為鎖兼容)，但是如果事務(wù)t3想獲取行r的排它鎖是不能獲取到的，必須釋放t1、t2釋放行r上的共享鎖(這種情況成為鎖不兼容)。

? X鎖與任何鎖都不兼容。

? S鎖與X鎖都是行鎖，兼容指的是對于同一行(row)數(shù)據(jù)來說。

? 表：排它鎖與共享鎖的兼容性

XS

X	不兼容	不兼容
S	不兼容	兼容

Innodb支持多粒度鎖定，這種鎖定允許事務(wù)在行級鎖和表級鎖同時(shí)存在，為了支持在不同粒度上進(jìn)行加鎖操作，Innodb支持一種額外的鎖方式，叫做意向鎖。

3.意向鎖：

意向鎖的含義,在innodb中如果對表加了意向鎖，說明表中的行在加鎖的狀態(tài)，對任意行加鎖前必須先對他的表加上意向鎖，

意向鎖分為:

• 意向共享鎖：事務(wù)想獲得一張表中某幾行的共享鎖
• 意向排它鎖：事務(wù)想獲得一張表中某幾行的排它鎖

由于innodb存儲引擎支持的行級鎖，因此意向鎖其實(shí)不會阻塞除全表掃描以外的任何請求。故表級意向鎖與表級鎖的兼容性如表

ISIXSX

IS	兼容	兼容	兼容	不兼容
IX	兼容	兼容	不兼容	不兼容
S	兼容	不兼容	兼容	不兼容
X	不兼容	不兼容	不兼容	不兼容

PS：上述表格中的IS、IX、S、X都表示的是表級鎖，S、X并不是書上 所說的表級鎖。

4.一致性非鎖定讀（和隔離級別有關(guān)）

如果讀取的行正在執(zhí)行delete或者update操作，這時(shí)讀取操作不會因此去等待行上鎖的釋放，相反，Innodb會去讀取行的一個(gè)快照數(shù)據(jù)。之所以成為非鎖定讀，是因?yàn)椴恍枰却猩系腦鎖釋放。

快照數(shù)據(jù)：是指改行之前的版本的數(shù)據(jù)，該實(shí)現(xiàn)是通過undo段來完成的，而undo用來在事務(wù)回滾數(shù)據(jù)。因此快照本身并沒有額外的開銷。

因此一致性非鎖定讀提高了并發(fā)性，Innodb存儲引擎是默認(rèn)的讀取方式，即讀取不會占用和等待表上的鎖，但是在不同的隔離級別下，讀取的方式是不同的，并不是每個(gè)事物的隔離級別都采用一致性非鎖定讀的，并且即使采用一致性非鎖定度讀取的快照副本也是不一樣的。

在事務(wù)的隔離級別Read Committed(讀已提交)和Repeatable Read(可重復(fù)度)下，Innodb采用一致性非鎖定讀；Read Committed 下是讀取被鎖定行的最新一份的快照數(shù)據(jù)，而Repeatable Read下是讀取事務(wù)開始時(shí)的行數(shù)據(jù)版本。

例子：Read Committed下：事務(wù)1開啟查詢id=1，事務(wù)二開啟將id=1的值改變?yōu)榱薸d=2；事務(wù)1再一次讀id=1,獲取的結(jié)果為Empty,因?yàn)樽x已提交是讀取最新一份的快照數(shù)據(jù)。

Repeatable Read下：事務(wù)1開啟查詢id=1，事務(wù)二開啟將id=1的值改變?yōu)榱薸d=2；事務(wù)1再一次讀id=1，獲取的結(jié)果是id=1，因?yàn)榭芍貜?fù)度是會讀取事務(wù)開啟時(shí)的快照副本的數(shù)據(jù)。

ps：查看當(dāng)前的隔離級別：select @@tx_isolation;

? 更改事務(wù)的隔離級別：set [ global | session ] transaction isolation level Read uncommitted | Read committed | Repeatable | Serializable; （global | session ：全局(已存在的不受影響)|當(dāng)前窗口）

5.一致性鎖定讀

在某些情況下，用戶需要顯式地對數(shù)據(jù)庫讀取操作進(jìn)行加鎖來保證數(shù)據(jù)邏輯的一致性，這就要求數(shù)據(jù)庫支持對讀操作的加鎖語句，即便是只讀。Innodb存儲引擎對于select語句支持兩種一致性鎖定讀操作：

• Select … For Update
• Select … Lock In Share Mode

Select … for update 對讀取的行記錄加一個(gè)X鎖，其他事物不能對已鎖定的行加任何鎖。

Select … Lock In Share Mode 對讀取的行記錄加一個(gè)S鎖，其他事物可以向被鎖定的行加S鎖，但如果加X鎖，則會被阻塞；

對于一致性非鎖定讀即使讀取的行已經(jīng)加了select … for update也是可以讀取的，因?yàn)樗x取的快照數(shù)據(jù)。

另外一致性鎖定讀Select … For Update、Select … Lock In Share Mode必須在事務(wù)中使用才有用，當(dāng)事務(wù)提交了，鎖也就被釋放了。

6.外鍵和鎖

外鍵主要用于完整的約束性檢查，在Innodb中對于一個(gè)外鍵列，如果沒有顯式地創(chuàng)建這個(gè)列的索引，Innodb存儲引擎就會對其加一個(gè)索引，因?yàn)檫@樣可以避免表鎖。

對于外鍵值的插入或更新，首先需要查詢父表中的記錄，即select父表。但是對于父表Select操作，不是使用的一致性非鎖定讀的方式，因?yàn)檫@樣會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致的問題，因此這時(shí)使用的是Select … Lock In Share Mode 方式，即主動對父表加S鎖，如果這時(shí)父表已經(jīng)被上了X鎖，子表的操作會被阻塞。

例子：假設(shè)父表id與子表pid關(guān)聯(lián)，事務(wù)1刪除父表中id=1的行不提交會對id=1的行加X鎖，事務(wù)2要向子表中插入數(shù)據(jù)pid=1的數(shù)據(jù)，首先要Select父表id=1就會對id=1的行加S鎖，X鎖是排它鎖所以Select操作被阻塞，所以子表插入被阻塞。

鎖的算法

行鎖的三種算法

• Record Lock:單個(gè)行記錄上的鎖
• Gap Lock：間隙鎖，鎖定一個(gè)范圍，但不包含記錄本身
• Next-Key Lock：Gap Lock+Record Lock，鎖定一個(gè)范圍并包含記錄本身

Record Lock：總是會去鎖住索引記錄，如果Innodb存儲引擎表在建立的時(shí)候沒有設(shè)置任何一個(gè)索引，那么這時(shí)Innodb存儲引擎會使用隱式地主鍵來進(jìn)行鎖定。

Next-Key Lock：是結(jié)合了Gap Lock 和 Record Lock的一種鎖定算法，在Next-Key Lock算法下，Innodb對于行的查詢都采用這種鎖定算法，例如一個(gè)索引有10,11,13,和20四個(gè)值，那么該索引可能被Next-Key Locking的區(qū)間為

(負(fù)無窮 - 10 ]

(10 - 11]

(11 - 13]

(13 - 20]

(20 - 正無窮)

除了Next-key Locking 還有previous-key locking，使用previous-key locking鎖住的區(qū)間為

(負(fù)無窮 - 10 )

[10 - 11)

[11 - 13)

[13 - 20)

[20 - 正無窮)

當(dāng)查詢的索引含有唯一屬性時(shí)，Innodb存儲引擎會對Next-Key locking進(jìn)行優(yōu)化，將其降級為Record Lock，即僅鎖住索引本身，而不是范圍。

鎖引發(fā)的問題：

臟讀：事務(wù)讀取到了其他事物未提交的數(shù)據(jù)，違反了事務(wù)的隔離性。

不可重復(fù)讀：事務(wù)多次讀取到的數(shù)據(jù)不一樣，事務(wù)1第二次讀取的數(shù)據(jù)是其他事物DML操作后提交的數(shù)據(jù)，造成了同一個(gè)語句兩次讀取的數(shù)據(jù)不一致。(與臟讀的區(qū)別是不可重復(fù)讀讀取的數(shù)據(jù)是事務(wù)提交后的，臟讀讀取的是事務(wù)未提交的數(shù)據(jù))

幻讀：在可重復(fù)度的隔離級別下：事務(wù)使用當(dāng)前讀(for update，直接讀讀取的是開啟時(shí)的undo快照數(shù)據(jù))后一次查詢查到了前一次沒有查到的行，造成了幻讀現(xiàn)象，使用間隙鎖解決。

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的innodb存储引擎 - 锁的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。