2. 意向锁

3. 自增锁（AUTO-INC锁）

概述

在数据库中，除传统的计算资源（如CPU
、
RAM
、
I/O
等）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。为保证数据的一致性，需要对
并发操作进行控制
，因此产生了
锁
。同时
锁机制
也为实现
MySQL 的各个隔离级别提供了保证。
锁冲突
也是影响数据库
并发访问性能
的一个重要因素。所以锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

锁的不同角度分类

为了尽可能提高数据库的并发度，每次锁定的数据范围越小越好，理论上每次只锁定当前操作的数据的方案会得到最大的并发度，但是管理锁是很耗资源的事情(涉及获取、检查、释放锁等动作)。因此数据库系统需要在高并发响应 和系统性能 两方面进行平衡，这样就产生了“锁粒度(Lock granularity)”的概念。

对一条记录加锁影响的也只是这条记录而已，我们就说这个锁的粒度比较细;其实一个事务也可以在 表级别 进行加锁，自然就被称之为 表级锁 或者表锁，对一个表加锁影响整个表中的记录，我们就说这个锁的粒度比较粗。锁的粒度主要分为表级锁，页级锁和行锁。

Mysql中的锁根据锁粒度划分大致可分为以下三种：

表级锁
- 表级别的S锁、X锁
- 意向锁
- 自增锁
- MDL锁
行级锁
- Record Locks
- Gap Locks
- Next-Key Locks
- 插入意向锁
页级锁

示意图如下：

一、表级锁

1.表级别的S锁、X锁

一般情况下，不会使用InnoDB
存储引擎提供的表级别的
S
锁
和
X
锁，
而会选择力度更小的
行级锁
。只会在一些特殊情况下，比方说
崩溃恢复
过程中用到。比如，在系统变量
autocommit=0
，
innodb_table_locks = 1
时，
手动
获取。InnoDB存储引擎提供的表
t
的
S
锁
或者
X
锁
可以这么写：

LOCK TABLES teacher READ ：InnoDB存储引擎会对表 teacher 加表级别的 S锁。
LOCK TABLES teacher WRITE ：InnoDB存储引擎会对表 teacher 加表级别的 X锁。

不过尽量避免在使用InnoDB
存储引擎的表上使用
LOCK TABLES
这样的手动锁表语句，因为它们只会降低并发能力而不能提供额外的保护。InnoDB
的厉害之处还是实现了更细粒度的
行锁
，关于InnoDB表级别的
S
锁
和
X
锁
大家了解即可。

2.意向锁

InnoDB
支持
多粒度锁（
multiple granularity locking
）
，即允许多种粒度的锁共存，比如
行级锁
与
表级锁
共存，而
意向
锁
就是其中的一种
表锁
。而意向锁的存在也使得行级锁的性能更上一层楼

意向锁的存在是为了协调行锁和表锁的关系，支持多粒度(表锁与行锁)的锁并存。
意向锁是一种不与行级锁冲突表级锁，这一点非常重要。
表明“某个事务正在某些行持有了锁或该事务准备去持有锁”

① 意向锁分为两种：

意向共享锁（intention shared lock, IS）：事务有意向对表中的某些行加共享锁（S锁）

-- 事务要获取某些行的 S 锁，必须先获得表的 IS 锁。 
SELECT column FROM table ... LOCK IN SHARE MODE;

意向排他锁（intention exclusive lock, IX）：事务有意向对表中的某些行加排他锁（X锁）

-- 事务要获取某些行的 X 锁，必须先获得表的 IX 锁。 
SELECT column FROM table ... FOR UPDATE;

即：意向锁是由存储引擎
自己维护的
，用户无法手动操作意向锁，在为数据行加共享
/
排他锁之前， InooDB 会先获取该数据行
所在数据表的对应意向锁
。

② 意向锁解决的问题：

如果我们给某一行数据加上了排他锁，数据库会自动给更大一级空间，比如数据页或数据表加上意向锁，告诉其他人这个数据页或数据表已经有人上过排他锁了。

举例：在数据库数据量大时，想给某个表加锁时无需一行一行查找是否上锁，只需查看表上是否有意向锁。

③ 演示：

创建表teacher，并插入数据

开启一个事务：

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

#下面的查询语句为id为5的行加上了X锁，同时teacher表上会加上意向锁IX
mysql> select * from teacher where id = 5 for update;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  5 | 钱七   |
+----+--------+
1 row in set (0.00 sec)

开启另一个事务：

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

#以下命令想在teacher表上添加S锁，在新的事务中执行发现阻塞
mysql> lock tables teacher read;

因为在表中某一行上加了X/S锁后表自动加上意向锁IX/IS，所以在表上添加S锁或者X锁都会被阻塞

④ 意向锁的兼容互斥性

意向锁之间是相互兼容的，虽然意向锁和意向锁互相兼容，但是会与表级别的普通的排他/共享锁互斥。

这里的共享锁和排他锁指的是表级别的，意向锁不会与行级别的共享/排他锁互斥。

意向锁不会与行级的共享
/
排他锁互斥！正因为如此，意向锁并不会影响到多个事务对不同数据行加排他锁时的并发性。

3. 自增锁（AUTO-INC锁）

① 举例：

我们创建老师表的同时为id字段加上自增

CREATE TABLE `teacher` ( 
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
`name` varchar(255) NOT NULL, 
PRIMARY KEY (`id`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

这意味着我们在插入时可以不指定id的值，插入SQL语句如下：

INSERT INTO teacher(name) VALUES('张三'),('李四');

上边的插入语句并没有为
id
列显式赋值，所以系统会自动为它赋上递增的值，结果如下所示。

② 插入模式

上面我们演示的只是一种简单的插入模式，所有插入数据的方式总共分为三类，分别是

“
Simple inserts
”
，
“
Bulk inserts
”
和
“
Mixed
–
mode inserts
”
。

1. “Simple inserts” （简单插入）

我们上面演示的就是简单插入，即可以 预先确定要插入的行数 （当语句被初始处理时）的语句。包括没有嵌套子查询的单行和多行 INSERT…VALUES() 和 REPLACE 语句。

2. “Bulk inserts”
（批量插入）

比如
INSERT … SELECT ， REPLACE … SELECT
和
LOAD DATA
这种 事先不知道要插入的行数

（和所需自动递增值的数量）的语句。但不包括纯INSERT
。
InnoDB
在每处理一行，为
AUTO_INCREMENT
列分配一个新值。

3. “Mixed-mode inserts”
（混合模式插入）

这些是“Simple inserts”
语句但是指定部分新行的自动递增值。例如
INSERT INTO teacher(id,name) VALUES (1,’a’), (NULL,’b’), (5,’c’), (NULL,’d’);
只是指定了部分
id
的值。另一种类型的
“
混合模式插入”
是
INSERT … ON DUPLICATE KEY UPDATE

。

③ 锁定模式

innodb_autoinc_lock_mode
有三种取值，分别对应与不同锁定模式：

（
1
）
innodb_autoinc_lock_mode = 0(“
传统
”
锁定模式
)

在此锁定模式下，所有类型的insert
语句都会获得一个特殊的表级
AUTO-INC
锁，用于插入具有 AUTO_INCREMENT列的表。这种模式其实就如我们上面的例子，即每当执行
insert
的时候，都会得到一个表级锁(AUTO-INC
锁
)
，使得语句中生成的
auto_increment
为顺序，且在
binlog
中重放的时候，可以保证 master与
slave
中数据的
auto_increment
是相同的。因为是表级锁，当在同一时间多个事务中执行
insert
的时候，对于AUTO-INC
锁的争夺会
限制并发
能力。

（
2
）
innodb_autoinc_lock_mode = 1(“
连续
”
锁定模式
)

在 MySQL 8.0
之前，连续锁定模式是
默认
的。

在这个模式下，“bulk inserts”
仍然使用
AUTO-INC
表级锁，并保持到语句结束。这适用于所有
INSERT … SELECT，
REPLACE … SELECT
和
LOAD DATA
语句。同一时刻只有一个语句可以持有
AUTO-INC
锁。

对于“Simple inserts”
（要插入的行数事先已知），则通过在
mutex
（轻量锁）
的控制下获得所需数量的自动递增值来避免表级AUTO-INC
锁，它只在分配过程的持续时间内保持，而不是直到语句完成。不使用表级AUTO-INC
锁，除非
AUTO-INC
锁由另一个事务保持。如果另一个事务保持
AUTO-INC
锁，则
“Simple inserts”等待
AUTO-INC
锁，如同它是一个
“bulk inserts”
。

（
3
）
innodb_autoinc_lock_mode = 2(“
交错
”
锁定模式
)

从 MySQL 8.0
开始，交错锁模式是
默认
设置。

在此锁定模式下，自动递增值
保证
在所有并发执行的所有类型的
insert
语句中是
唯一
且
单调递增
的。但是，由于多个语句可以同时生成数字（即，跨语句交叉编号），
为任何给定语句插入的行生成的值可能
不是连续的。

4. 元数据锁（MDL锁）

MySQL5.5引入了
meta data lock
，简称
MDL
锁，属于表锁范畴。
MDL
的作用是，保证读写的正确性。比如，如果一个查询正在遍历一个表中的数据，而执行期间另一个线程对这个
表结构做变更
，增加了一列，那么查询线程拿到的结果跟表结构对不上，肯定是不行的。

因此，
当对一个表做增删改查操作的时候，加
MDL
读锁；当要对表做结构变更操作的时候，加
MDL
写
锁。

① 举例

开启一个事务

mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
#表上会自动加上MDL读锁
mysql> select * from teacher;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 张三   |
|  2 | 李四   |
|  3 | 王五   |
|  4 | 赵六   |
|  5 | 钱七   |
+----+--------+
5 rows in set (0.00 sec)

在另一个事务中改变表的结构，出现阻塞，原因是表上已经有了MDL读锁，此时要加上MDL写锁需要等待MDL读锁的释放：

验证：

② MDL锁的并发性

二、行级锁

行锁(RowLock)也称为记录锁，顾名思义，就是锁住某一行(某条记录row)。需要的注意的是，MySQL服务器层并没有实现行锁机制，行级锁只在存储引擎层实现。

优点:锁定力度小，发生锁冲突概率低，可以实现的并发度高。
缺点:对于锁的开销比较大，加锁会比较慢，容易出现死锁情况。

InnoDB与MvISAM的最大不同有两点:一是支持事务(TRANSACTION);一是采用了行级锁。

1. 记录锁

记录锁也就是仅仅把一条记录锁上，官方的类型名称为：
LOCK_REC_NOT_GAP
。比如我们把
id
值为
8
的那条记录加一个记录锁的示意图如图所示。仅仅是锁住了id
值为
8
的记录，对周围的数据没有影响。

记录锁是有
S
锁和
X
锁之分的，称之为
S
型记录锁
和
X
型记录锁
。

当一个事务获取了一条记录的S型记录锁后，其他事务也可以继续获取该记录的S型记录锁，但不可以继续获取X型记录锁；
当一个事务获取了一条记录的X型记录锁后，其他事务既不可以继续获取该记录的S型记录锁，也不可以继续获取X型记录锁。

2.间隙锁

MySQL
在
REPEATABLE READ
隔离级别下是可以解决幻读问题的，解决方案有两种，可以使用
MVCC
方案解决，也可以采用
加锁
方案解决。但是在加锁的情况下，对于尚未存在的记录也就谈不上加锁了。

InnoDB提出了一种称之为
Gap Locks
的锁，官方的类型名称为：
LOCK_GAP
，我们可以简称为
gap
锁
。

图中
id
值为
8
的记录加了
gap
锁，意味着
不允许别的事务在
id
值为
8
的记录前边的间隙插入新记录
，其实就是 id列的值
(3, 8)
这个区间的新记录是不允许立即插入的。比如，有另外一个事务再想插入一条
id
值为
4
的新记录，它定位到该条新记录的下一条记录的id
值为
8
，而这条记录上又有一个
gap
锁，所以就会阻塞插入操作，直到拥有这个gap
锁的事务提交了之后，
id
列的值在区间
(3, 8)
中的新记录才可以被插入。

gap
锁的提出仅仅是为了防止插入幻影记录而提出的

3.临键锁

有时候我们既想
锁住某条记录
，又想
阻止
其他事务在该记录前边的
间隙插入新记录
，所以
InnoDB
就提出了一种称之为
Next
–
Key Locks
的锁，官方的类型名称为：
LOCK_ORDINARY
，我们也可以简称为
next-
key
锁，
相当于记录所与间隙锁的结合
。
Next-Key Locks
是在存储引擎
innodb
、事务级别在
可重复读
的情况下使用的数据库锁， innodb默认的锁就是
Next-Key locks
。

临键锁本质上是记录锁和间隙锁的合体，他能保护该条记录，并防止其他事务将新纪录插入被保护记录前边的间隙。

begin; 
select * from student where id <=8 and id > 3 for update;

4. 插入意向锁

我们说一个事务在
插入
一条记录时需要判断一下插入位置是不是被别的事务加了
gap
锁
（
next
–
key
锁
也包含
gap
锁
），如果有的话，插入操作需要等待，直到拥有
gap
锁
的那个事务提交。但是
InnoDB
规

定事务在等待的时候也需要在内存中生成一个锁结构
，表明有事务想在某个
间隙
中
插入
新记录，但是现在在等待。InnoDB
就把这种类型的锁命名为
Insert Intention Locks
，官方的类型名称为：

LOCK_INSERT_INTENTION
，我们称为
插入意向锁
。插入意向锁是一种
Gap
锁
，不是意向锁，在
insert 操作时产生。

插入意向锁是在插入一条记录行前，由
INSERT
操作产生的一种间隙锁
。

事实上
插入意向锁并不会阻止别的事务继续获取该记录上任何类型的锁。

三、页锁

页锁就是在
页的粒度
上进行锁定，锁定的数据资源比行锁要多，因为一个页中可以有多个行记录。当我们使用页锁的时候，会出现数据浪费的现象，但这样的浪费最多也就是一个页上的数据行。
页锁的开销
介于表锁和行锁之间，会出现死锁。锁定粒度介于表锁和行锁之间，并发度一般。

每个层级的锁数量是有限制的，因为锁会占用内存空间，
锁空间的大小是有限的
。当某个层级的锁数量超过了这个层级的阈值时，就会进行
锁升级
。锁升级就是用更大粒度的锁替代多个更小粒度的锁，比如 InnoDB 中行锁升级为表锁，这样做的好处是占用的锁空间降低了，但同时数据的并发度也下降了。

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/118512.html

Mysql锁

概述

锁的不同角度分类

一、表级锁

1.表级别的S锁、X锁

2.意向锁

3. 自增锁（AUTO-INC锁）

4. 元数据锁（MDL锁）

二、行级锁

1. 记录锁

2.间隙锁

3.临键锁

4. 插入意向锁

三、页锁

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Mysql锁

概述

锁的不同角度分类

一、表级锁

1.表级别的S锁、X锁

2.意向锁

3. 自增锁（AUTO-INC锁）

4. 元数据锁（MDL锁）

二、行级锁

1. 记录锁

2.间隙锁

3.临键锁

4. 插入意向锁

三、页锁

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