MySQL锁系列之锁的种类和概念 - 好文

转自：http://keithlan.github.io/2017/06/05/innodb_locks_1/

锁是MySQL里面最难理解的知识，但是又无处不在。
一开始接触锁的时候，感觉被各种锁类型和名词弄得晕头转向，就别说其他了。
本文是通过DBA的视角（非InnoDB内核开发）来分析和窥探锁的奥秘，并解决实际工作当中遇到的问题
锁的种类&概念

想要啃掉这块最难的大骨头，必须先画一个框架，先了解其全貌，才能逐个击破

* Shared and Exclusive Locks
1234567* Shared lock: 共享锁,官方描述：permits the transaction that holds the lock to
read a roweg：select * from xx where a=1 lock in share mode* Exclusive
Locks：排他锁： permits thetransaction that holds the lock to update or delete a row
eg:select * from xx where a=1 for update
* Intention Locks
123451. 这个锁是加在table上的，表示要对下一个层级（记录）进行加锁 2. Intention shared (IS）：Transaction T
intends toset S locks on individual rows in table t 3. Intention exclusive (IX):
Transaction T intends to set X locks on those rows 4. 在数据库层看到的结果是这样的： TABLE LOCK
table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock mode IX
* Record Locks
1234561. 在数据库层看到的结果是这样的： RECORD LOCKS space id 281 page no 3 n bits 72 index
PRIMARY of table`lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X locks rec but not gap2.
该锁是加在索引上的（从上面的index PRIMARY of table`lc_3`.`a` 就能看出来）3. 记录锁可以有两种类型：lock_mode X
locks rec butnot gap && lock_mode S locks rec but not gap
* Gap Locks
1234561. 在数据库层看到的结果是这样的： RECORD LOCKS space id 281 page no 5 n bits 72 index
idx_cof table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X locks gap before rec 2.
Gap锁是用来防止insert的3. Gap锁，中文名间隙锁，锁住的不是记录，而是范围,比如：(negative infinity, 10），(10, 11
）区间，这里都是开区间哦
* Next-Key Locks
12341. 在数据库层看到的结果是这样的： RECORD LOCKS space id 281 page no 5 n bits 72 index
idx_c of table`lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X2. Next-Key Locks = Gap
Locks + Record Locks 的结合, 不仅仅锁住记录，还会锁住间隙，比如： (negative infinity,10】，(10, 11
】区间，这些右边都是闭区间哦
* Insert Intention Locks
12341. 在数据库层看到的结果是这样的： RECORD LOCKS space id 279 page no 3 n bits 72 index
PRIMARY of table`lc_3`.`t1` trx id 133587907 lock_mode X insert intention
waiting2. Insert Intention Locks 可以理解为特殊的Gap锁的一种，用以提升并发写入的性能
* AUTO-INC Locks
12345671. 在数据库层看到的结果是这样的： TABLE LOCK table xx trx id 7498948 lock mode
AUTO-INC waiting2. 属于表级别的锁 3. 自增锁的详细情况可以之前的一篇文章: http://keithlan.github.io/2017/
03/03/auto_increment_lock/
* 显示锁 vs 隐示锁
123456789101112131415161718* 显示锁(explicit lock) 显示的加锁，在show engine innoDB
status 中能够看到，会在内存中产生对象，占用内存 eg: select ... for update , select ... lock in
share mode* 隐示锁(implicit lock) implicit lock 是在索引中对记录逻辑的加锁，但是实际上不产生锁对象，不占用内存空间
* 哪些语句会产生implicit lock 呢？ eg: insert into xx values(xx) eg: update xx set t=t+1
where id = 1 ; 会对辅助索引加implicit lock * implicit lock 在什么情况下会转换成 explicit lock
eg：只有implicit lock 产生冲突的时候，会自动转换成explicit lock,这样做的好处就是降低锁的开销 eg: 比如：我插入了一条记录
10，本身这个记录加上implicit lock，如果这时候有人再去更新这条10的记录，那么就会自动转换成explicit lock* 数据库怎么知道
implicit lock的存在呢？如何实现锁的转化呢？ 1.
对于聚集索引上面的记录，有db_trx_id,如果该事务id在活跃事务列表中，那么说明还没有提交，那么implicit则存在 2.
对于非聚集索引：由于上面没有事务id，那么可以通过上面的主键id，再通过主键id上面的事务id来判断，不过算法要非常复杂，这里不做介绍
* metadata lock
121. 这是Server 层实现的锁，跟引擎层无关 2. 当你执行select的时候，如果这时候有ddl语句，那么ddl会被阻塞，因为select
语句拥有metadatalock，防止元数据被改掉
* 锁迁移
1234561. 锁迁移，又名锁继承 2. 什么是锁迁移呢？ a) 满足的场景条件： b）我锁住的记录是一条已经被标记为删除的记录，但是还没有被puge
c) 然后这条被标记为删除的记录，被purge掉了 d) 那么上面的锁自然而然就继承给了下一条记录，我们称之为锁迁移
* 锁升级
12锁升级指的是：一条全表更新的语句，那么数据库就会对所有记录进行加锁，那么可能造成锁开销非常大，可能升级为页锁，或者表锁。MySQL 没有锁升级
* 锁分裂
12341. InnoDB的实现加锁，其实是在页上面做的，没有办法直接对记录加锁 2.
一个页被读取到内存，然后会产生锁对象，锁对象里面会有位图信息来表示哪些heapno被锁住，heapno表示的就是堆的序列号，可以认为就是定位到某一条记录3.
大家又知道，由于B+tree的存在，当insert的时候，会产生页的分裂动作4.
如果页分裂了，那么原来对页上面的加锁位图信息也就变了，为了保持这种变化和锁信息，锁对象也会分裂，由于继续维护分裂后页的锁信息
* 锁合并
123锁的合并，和锁的分裂，其实原理是一样的，参考上面即可。至于锁合并和锁分裂的算法，比较复杂，这里就不介绍了
* latch vs lock
1234567891011* latch mutex rw-lock 临界资源用完释放不支持死锁检测以上是应用程序中的锁，不是数据库的锁* lock
当事务结束后，释放支持死锁检测数据库中的锁
锁的兼容矩阵

* X vs S
兼容性XS
XNN
SNY
* IS,IX,S,X
兼容性ISIXSX
ISYYYN
IXYYNN
SYNYN
XNNNN
* AI,IS,IX,S,X
兼容性AIISIXSX
AINYYNN
ISYYYYN
IXYYYNN
SNYNYN
XNNNNN

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