Mysql技术内幕之InnoDB锁的深入讲解-木庄网络博客

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前言

自7月份换工作以来，期间一直在学习MySQL的相关知识，听了一些视频课，但是一直好奇那些讲师的知识是从哪里学习的。于是想着从书籍中找答案。毕竟一直

看视频也不是办法，不能形成自己的知识。于是想着看书汲取知识，看了几本MySQL的相关书籍，包括《深入浅出Mysql》《高性能Mysql》《Mysql技术内幕》,发现那些讲

师讲的内容确实都在书上有出现过，于是确信看书才是正确的汲取知识方式。本片主要记录了Mysql的锁机制的学习。

1.什么是锁

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。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。

如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。

相对其他数据库而言，MySQL 的锁机制比较简单，其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。比如，MyISAM和MEMORY存储引擎采用的是表级锁（table-level

locking）；BDB存储引擎采用的是页面锁（page-levellocking），但也支持表级锁；InnoDB存储引擎既支持行级锁（row-levellocking），也支持表级锁，但默认情况下是采用行级锁。

MySQL这3种锁的特性可大致归纳如下。

表级锁：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高,并发度最低。
行级锁：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。
页面锁：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。

3种锁的使用角度：

表级锁更适合于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如Web应用；
行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有并发查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。
BDB的页面锁已经被InnoDB取代，不做讨论。

2.InnoDB存储引擎中的锁

2.1锁的类型

InnoDB存储引擎实现了如下两种标准的行级锁：

共享锁（S Lock），允许事务读一行数据。
排他锁（X Lock），允许事务删除或更新一行数据。

如果一个事务T1已经获得了行r的共享锁，那么另外的事务T2可以立即获得行r的共享锁，因为读取没有改变行r的数据，称这种情况

为锁兼容(Lock Compatible)。但若有其他的事务T3想获得行r的排他锁，则其必须等待事务T1、T2释放行r的共享锁——这种情况称为锁不兼容。

	X	S
X	不兼容	不兼容
S	不兼容	兼容

此外，InnoDB存储引擎支持多粒度锁定，这种锁定允许事务在行级上锁和表锁上的锁同时存在。为了支持在不同粒度上进行加锁操作，InnoDB存

储引擎支持一种额外的锁方式，称之为意向锁。意向锁是将锁定的对象分为多个层次，意向锁意味着事务希望在更细粒度上进行加锁。 InnoDB存

储引擎支持意向锁设计比较简练，其意向锁即为表级别的锁。设计目的主要是为了在一个事务中揭示下一行将被请求的锁类型。其支持两种意向锁：

意向共享锁（IS Lock），事务想要获得一张表中某几行的共享锁
意向排他锁（IX Lock），事务想要获得一张表中某几行的排他锁

2.2 一致性非锁定读

一致性的非锁定读（consistant nonlocking read）是指InnoDB存储引擎通过多版本控制（multi versioning）的方法来读取当前执行时间数据库中行的

数据。如果读取的行正在执行Delete或Update操作，这时读取操作不会因此去等待行上锁的释放。相反地，InnoDB存储引擎会去读取行的一个快照

版本。如下如所示。

上图直观地展现了InnoDB存储引擎一致性的非锁定读。之所以称为非锁定读，因为不需要等待访问的行上X锁的释放。快照数据是指该行的之前版本

的数据，该实现是通过undo段来完成。而undo用来在事务中回滚数据，因此快照数据本身是没有额外的开销。此外，读取快照数据是不需要上锁的，

因为没有事务需要对历史的数据进行修改操作。

通过上图可以知道，快照数据其实就是当前行数据之前的历史版本，每行记录可能有多个版本，一般称这种技术为行多版本技术。由此带来的并发控制，

称之为多版本并发控制（Multi Version Concurrency Control, MVCC）。

在事务隔离级别READ COMMITTED和REPEATABLE READ下，InnoDB存储引擎使用非锁定的一致性读。然而，对于快照数据的定义却不相同。在READ

COMMITTED事务隔离级别下，对于快照数据，非一致性读总是读取被锁定行的最新一份快照数据。而在REPEATABLE READ事务隔离级别下，对于快照

数据，非一致性读总是读取事务开始时的行数据版本。如下表所示示例：

时间	会话A	会话B
1	begin
2	select * from t_user where id = 1;
3		begin
4		update t_user set id = 10 where id = 1;
5	select * from t_user where id = 1;
6		commit;
7	select * from t_user where id = 1;
8	commit;

假设原本id = 1的记录是存在的，大家可以按上表时间顺序执行对应的会话，比较及验证2者的不同。

2.3 一致性锁定读

在默认配置下，在事务的隔离级别为REPEATABLE READ模式下，InnoDB存储引擎的select操作使用一致性非锁定读。但是在某些情况下，用户需要显示地

对数据库读取操作进行加锁以保证数据逻辑的一致性。而这要求数据库支持加锁语句，即使时对于select的只读操作。InnoDB存储引擎对于select语句支持两

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