锁系列-Mysql中的锁

在计算机科学中，锁是在执行多线程时用于强行限制资源访问的同步机制，即用于在并发控制中保证对互斥要求的满足。

目录：

1、行级锁、表级锁、页级锁

2、共享锁和排它锁

3、演示

在DBMS中，可以按照锁的粒度把数据库锁分为行级锁(INNODB引擎)、表级锁(MYISAM引擎)和页级锁(BDB引擎 )。

行级锁、表级锁、页级锁

行级锁

行级锁是Mysql中锁定粒度最细的一种锁，表示只针对当前操作的行进行加锁。行级锁能大大减少数据库操作的冲突。其加锁粒度最小，但加锁的开销也最大。行级锁分为共享锁 和 排他锁。

特点：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。

表级锁

表级锁是MySQL中锁定粒度最大的一种锁，表示对当前操作的整张表加锁，它实现简单，资源消耗较少，被大部分MySQL引擎支持。最常使用的MYISAM与INNODB都支持表级锁定。表级锁定分为表共享读锁（共享锁）与表独占写锁（排他锁）。

特点：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发出锁冲突的概率最高，并发度最低。

页级锁

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。表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。所以取了折衷的页级，一次锁定相邻的一组记录。BDB支持页级锁。

特点：开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般。

MySQL常用存储引擎的锁机制：

1、MyISAM和MEMORY采用表级锁(table-level locking)。

2、BDB采用页面锁(page-level locking)或表级锁，默认为页面锁。

3、InnoDB支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁。

共享锁和排它锁

上面分别介绍了在 MySQL中的行级锁,表级锁,页级锁，行级锁是Mysql中锁定粒度最细的一种锁，行级锁能大大减少数据库操作的冲突。行级锁分为共享锁和排他锁两种，接下来将详细介绍行级锁中共享锁及排他锁的概念、使用方式及注意事项等。

共享锁(Share Lock)

共享锁又称读锁，是读取操作创建的锁。其他用户可以并发读取数据，但任何事务都不能对数据进行修改（获取数据上的排他锁），直到已释放所有共享锁。

如果事务T对数据A加上共享锁后，则其他事务只能对A再加共享锁，不能加排他锁。获准共享锁的事务只能读数据，不能修改数据。

用法：SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

在查询语句后面增加 LOCK IN SHARE MODE ，Mysql会对查询结果中的每行都加共享锁，当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请共享锁，否则会被阻塞。其他线程也可以读取使用了共享锁的表，而且这些线程读取的是同一个版本的数据。

排他锁（Exclusive Lock）

排他锁又称写锁，如果事务T对数据A加上排他锁后，则其他事务不能再对A加任任何类型的封锁。获准排他锁的事务既能读数据，又能修改数据。

用法：SELECT ... FOR UPDATE;

在查询语句后面增加 FOR UPDATE ，Mysql会对查询结果中的每行都加排他锁，当没有其他线程对查询结果集中的任何一行使用排他锁时，可以成功申请排他锁，否则会被阻塞。

意向锁

InnoDB还有两个表锁：

意向共享锁（IS）：表示事务准备给数据行加入共享锁，也就是说一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

意向排他锁（IX）：类似上面，表示事务准备给数据行加入排他锁，说明事务在一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

意向锁是InnoDB自动加的，不需要用户干预。

对于insert、update、delete，InnoDB会自动给涉及的数据加排他锁（X）；对于一般的Select语句，InnoDB不会加任何锁，事务可以通过以下语句给显示加共享锁或排他锁。

共享锁： SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;

排他锁： SELECT ... FOR UPDATE;

注意事项

1、行级锁与表级锁

行级锁都是基于索引的，如果一条SQL语句用不到索引是不会使用行级锁的，会使用表级锁。行级锁的缺点是：由于需要请求大量的锁资源，所以速度慢，内存消耗大。

2、行级锁与死锁

MyISAM中是不会产生死锁的，因为MyISAM总是一次性获得所需的全部锁，要么全部满足，要么全部等待。而在InnoDB中，锁是逐步获得的，就造成了死锁的可能。

在MySQL中，行级锁并不是直接锁记录，而是锁索引。索引分为主键索引和非主键索引两种，如果一条sql语句操作了主键索引，MySQL就会锁定这条主键索引；如果一条语句操作了非主键索引，MySQL会先锁定该非主键索引，再锁定相关的主键索引。 在UPDATE、DELETE操作时，MySQL不仅锁定WHERE条件扫描过的所有索引记录，而且会锁定相邻的键值，即所谓的next-key locking。

当两个事务同时执行，一个锁住了逐渐索引在等待其他相关索引，一个锁定了非主键索引，在等待主键索引。这样就会发生死锁。

发生死锁后，InnoDB一般都可以检测到，并使一个事务释放锁回退，另一个获取锁完成事务。

有多种方法可以避免死锁，这里只介绍常见的三种：

1、如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。

2、在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率。

3、对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率。

演示

接下来演示一下mysql中行级锁中的共享锁与排他锁在具体sql中的效果。

再来重温下之前说过的：

mysql InnoDB引擎默认的修改数据语句，update,delete,insert都会自动给涉及到的数据加上排他锁，select语句默认不会加任何锁类型，如果加排他锁可以使用select ...for update语句，加共享锁可以使用select ... lock in share mode语句。所以加过排他锁的数据行在其他事务中是不能修改数据的，也不能通过for update和lock in share mode锁的方式查询数据，但可以直接通过select ...from...查询数据，因为普通查询没有任何锁机制。

说了这么多，咱们来开始实战，我们有如下测试数据：

现在我们对id=1的数据行排他查询，这里会使用begin开启事务，而不会看见我关闭事务，这样做是用来测试，因为提交事务或回滚事务就会释放锁。

打开一个查询窗口：

会查询到一条数据，现在打开另一个查询窗口，对同一数据分别使用排他查和共享锁查询两种方式查询。

排他查

共享查

我们看到开了排他锁查询和共享锁查询都会处于阻塞状态，因为id=1的数据已经被加上了排他锁，此处阻塞是等待排他锁释放。

如果我们直接使用以下查询呢：

我们看到是可以查询到数据的。

我们再看一下一个事务获取了共享锁，在其他查询中也只能加共享锁或不加锁。

我们看到是可以查询数据的，但加排他锁就查不到，因为排他锁与共享锁不能存在同一数据上。

最后我们验证下上面说的mysql InnoDb引擎中update,delete,insert语句自动加排他锁的问题：

此时共享查询处于阻塞，等待排它锁的释放，但是用普通查询能查到数据，因为没用上锁机制不与排他锁互斥，但查到的数据是修改数据之前的老数据。

然后我们提交数据，释放排他锁看下修改后的数据，此时可用排他查，共享查和普通查询， 因为事务提交后该行数据释放排他锁，下面就只显示普通查询，其他的同学们自己去验证。

可以看到结果与预期的一样。

以上为我对mysql中共享锁与排他锁的个人理解，有不正确的地方还希望各位指正。