MySQL鎖知識點總結

阿新 • • 發佈：2020-12-12

技術標籤：mysql mysql 資料庫

MySQL鎖知識點總結

鎖型別
MVCC
鎖演算法

鎖型別

共享鎖（S Lock）

允許事務讀一行資料

排他鎖（X Lock）

允許事務刪除或者更新一行資料

意向共享鎖（IS Lock）

事務想要獲得一張表中某幾行的共享鎖

意向排他鎖

事務想要獲得一張表中某幾行的排他鎖

MVCC

多版本併發控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）是 MySQL 的 InnoDB 儲存引擎實現隔離級別的一種具體方式，用於實現提交讀和可重複讀這兩種隔離級別。而未提交讀隔離級別總是讀取最新的資料行，無需使用 MVCC。可序列化隔離級別需要對所有讀取的行都加鎖，單純使用 MVCC 無法實現。

基礎概念

版本號

系統版本號：是一個遞增的數字，每開始一個新的事務，系統版本號就會自動遞增。
事務版本號：事務開始時的系統版本號。

隱藏的列

MVCC 在每行記錄後面都儲存著兩個隱藏的列，用來儲存兩個版本號：

建立版本號：指示建立一個數據行的快照時的系統版本號；
刪除版本號：如果該快照的刪除版本號大於當前事務版本號表示該快照有效，否則表示該快照已經被刪除了。

Undo 日誌

MVCC 使用到的快照儲存在 Undo 日誌中，該日誌通過回滾指標把一個數據行（Record）的所有快照連線起來。
在這裡插入圖片描述

實現過程

以下實現過程針對可重複讀隔離級別。

當開始一個事務時，該事務的版本號肯定大於當前所有資料行快照的建立版本號，理解這一點很關鍵。資料行快照的建立版本號是建立資料行快照時的系統版本號，系統版本號隨著建立事務而遞增，因此新建立一個事務時，這個事務的系統版本號比之前的系統版本號都大，也就是比所有資料行快照的建立版本號都大。

SELECT

多個事務必須讀取到同一個資料行的快照，並且這個快照是距離現在最近的一個有效快照。但是也有例外，如果有一個事務正在修改該資料行，那麼它可以讀取事務本身所做的修改，而不用和其它事務的讀取結果一致。

把沒有對一個數據行做修改的事務稱為 T，T 所要讀取的資料行快照的建立版本號必須小於等於 T 的版本號，因為如果大於 T 的版本號，那麼表示該資料行快照是其它事務的最新修改，因此不能去讀取它。除此之外，T 所要讀取的資料行快照的刪除版本號必須是未定義或者大於 T 的版本號，因為如果小於等於 T 的版本號，那麼表示該資料行快照是已經被刪除的，不應該去讀取它。

INSERT

將當前系統版本號作為資料行快照的建立版本號。

DELETE

將當前系統版本號作為資料行快照的刪除版本號。

UPDATE

將當前系統版本號作為更新前的資料行快照的刪除版本號，並將當前系統版本號作為更新後的資料行快照的建立版本號。可以理解為先執行 DELETE 後執行 INSERT。

快照讀與當前讀

在可重複讀級別中，通過MVCC機制，雖然讓資料變得可重複讀，但我們讀到的資料可能是歷史資料，是不及時的資料，不是資料庫當前的資料！這在一些對於資料的時效特別敏感的業務中，就很可能出問題。

對於這種讀取歷史資料的方式，我們叫它快照讀 (snapshot read)，而讀取資料庫當前版本資料的方式，叫當前讀 (current read)。很顯然，在MVCC中：

快照讀

MVCC 的 SELECT 操作是快照中的資料，不需要進行加鎖操作。

select * from table ….;

當前讀

MVCC 其它會對資料庫進行修改的操作（INSERT、UPDATE、DELETE）需要進行加鎖操作，從而讀取最新的資料。可以看到 MVCC 並不是完全不用加鎖，而只是避免了 SELECT 的加鎖操作。

INSERT;
UPDATE;
DELETE;

在進行 SELECT 操作時，可以強制指定進行加鎖操作。以下第一個語句需要加 S 鎖，第二個需要加 X 鎖。

- select * from table where ? lock in share mode;
- select * from table where ? for update;

事務的隔離級別實際上都是定義的當前讀的級別，MySQL為了減少鎖處理（包括等待其它鎖）的時間，提升併發能力，引入了快照讀的概念，使得select不用加鎖。而update、insert這些“當前讀”的隔離性，就需要通過加鎖來實現了。

鎖演算法

Record Lock

單個行記錄上的鎖。
鎖定一個記錄上的索引，而不是記錄本身。

如果表沒有設定索引，InnoDB 會自動在主鍵上建立隱藏的聚簇索引，因此 Record Locks 依然可以使用。

Gap Lock

間隙鎖，鎖定一個範圍，不包括記錄本身。
鎖定索引之間的間隙，但是不包含索引本身。例如當一個事務執行以下語句，其它事務就不能在 t.c 中插入 15。

SELECT c FROM t WHERE c BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;

Next-Key Lock

record+gap 鎖定一個範圍，包含記錄本身。
它是 Record Locks 和 Gap Locks 的結合，不僅鎖定一個記錄上的索引，也鎖定索引之間的間隙。例如一個索引包含以下值：10, 11, 13, and 20，那麼就需要鎖定以下區間：


(-∞, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, +∞)

在 InnoDB 儲存引擎中，SELECT 操作的不可重複讀問題通過 MVCC 得到了解決，而 UPDATE、DELETE 的不可重複讀問題通過 Record Lock 解決，INSERT 的不可重複讀問題是通過 Next-Key Lock（Record Lock + Gap Lock）解決的。

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