Mysql中的表锁和行锁

Mysql为了解决事物并发执行导致的一些列为题，引入了锁，在InnoDB存储引擎中，锁分为表锁和行锁两类。

1. 共享锁和独占锁(S和X)

1.1 共享锁(S锁)

共享锁也叫S锁，S锁与S锁是兼容关系，不会被阻塞，S锁与X锁是不兼容的，会被阻塞。

加S锁读取数据：

SELECT ... LOCK IN SHARED MODE;

当在读取到的记录上加S锁，此时允许其他事物继续获取这些记录的S锁，但是不能获取X锁，会被阻塞，直到记录的S锁被释放为止。

1.2 独占锁(X锁)

独占锁也叫X锁，X锁和X锁是不兼容的，会被阻塞；X锁与S锁也是不兼容的，会被阻塞。

加S锁读取数据：

SELECT ... FOR UPDATE;

会为读取到的记录加X锁，此时不允许其他事务获取这些数据的S锁和X锁。如果其他事物想获取这些记录的S锁或X锁，会被阻塞，直到记录的X锁释放为止。

其实对于写操作来锁，基本是上都是加的X锁，例如UPDATE和DELETE：

DELETE在进行数据删除时，会先获取对应记录的X锁，然后执行删除操作，

UPDATE在进行数据修改时，在没有修改记录的主键的情况下，也是会先定位到对应的记录，然后获取记录的X锁，然后执行数据更新操作(这里的更新操作可能是将记录放到删除链上，再插入一条新记录；也可能是对修改列的数据进行修改。当被修改的列占用的存储空间发生变化时，前者的情况会发生)；如果修改了主键，就会执行DELETE和INSERT操作。

INSERT进行数据插入时，一般是不会创建任何锁结构的，如果发生事物并发执行冲突时，会创建隐式锁进行处理。

2. 表锁

大概有以下几种：

1. 表级S锁和X锁，分别表示表级别的共享锁和独占锁
2. 表级意向锁，分为IS意向共享锁和IX意向独占锁
3. 自增锁，还可以再分为两种锁
   1. AUTO-INC锁，在insert语句执行完成后会释放锁
   2. 轻量级锁，在生成值后会释放锁

2.1 表级S锁和X锁

一般是用不到表级S锁和X锁的，当然我们也可以手动获取表级S锁和X锁。

这里的READ对应的就是S锁，WRITE对应的是X锁。

LOCK TABLES 表名 READ;
LOCK TABLES 表名 WRITE;

2.2 意向锁

意向锁主要是用来表示一个加锁的状态的，目的是当其他事物加表锁的时候，可以快速知道当前表中有没有记录被加锁了。比如向表中的一条记录加S锁时，会先在表级别加一个IS锁，然后对记录加S锁。当下一个事务过来加表锁的时候，就可以通过判断表是否意向锁来确定表中是否有记录被加锁，从而避免了每次在加表锁的时候还要去遍历每条记录看是否加锁了。

2.3 自增锁

被AUTO_INCREMENT修饰的列执行插入操作时，会使用自增锁，生成对应的列的值，然后将数据插入到表中。自增锁主要分为以下两种：

1. AUTO-INC锁，在执行插入语句时，会加一个表级别的锁，然后为对应的列生成值，最后插入数据并释放自增锁。一般在无法预计插入数据条数时，会使用该方式进行自增列的值生成。
2. 轻量级锁，在执行插入语句时，会获取自增锁，生成对应的列的值，然后释放锁，最后插入数据。一般在确定插入数据条数时，会使用该方法进行自增列值的生成。

3. 行级锁

行级锁是用来给表中的记录进行加锁的，与表级锁相比，锁的粒度更细，能提供更好的并发性能，但是会占用更多的资源。

3.1 记录锁(LOCK_REC_NOT_GAP)

记录锁锁定的是一条记录，有S锁和X锁之分，如果是给一条记录加了X记录锁，那么其他事物将无法获取该记录的X记录锁和S记录锁；如果给一条记录加了S记录锁，那么其他事物只能对该记录加S记录锁，不能加X记录锁。

   锁定id为5的这条记录加LOCK_REC_NOT_GAP
           ^
           |
           |
 _______________
| 1 | 3 | 5 | 8 |
|---------------|
| c | d | a | b | 
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3.2 间隙锁(LOCK_GAP)

间隙锁锁定的是两个相邻记录中间的间隙，目的是锁定相邻记录的间隙，方式数据插入，Mysql中正是使用了这种方式进行加锁防止幻影行的插入。如下图所示，给ID为5的数据加间隙锁，会锁定ID为5的记录前面的间隙。间隙锁也分S锁和X锁，但是间隙锁的S锁和X锁的效果是一样的。

LOCK_GAP只是为了防止幻影行的插入，所以加了间隙锁，并不影响其他事物为该记录加记录锁和间隙锁。

 锁定id为5的这条记录加LOCK_GAP
         ^
         |
         |
 _______________
| 1 | 3 | 5 | 8 |
|---------------|
| c | d | a | b | 
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3.3 Next-Key锁(LOCK_ORDINARY)

Next-Key锁可以看作是记录锁和间隙锁的合体，Next-Key锁会锁定记录前面的间隙和该记录

 锁定id为5的这条记录加LOCK_ORDINARY
         ^ ^
         | |
         | |
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| 1 | 3 | 5 | 8 |
|---------------|
| c | d | a | b | 
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3.3 意向插入锁(LOCK_INSERT_INTENTION)

当记录插入时，要入位置被其他事物加了间隙锁(Next-Key锁也包含间隙锁)，插入操作的事物会生成一个插入意向锁，然后进入等待状态等待间隙锁释放。

3.4 隐式锁

当一个事物进行记录插入操作，本身插入操作是不会创建任何锁结构的，但是此时遇到了另外一个事物在需要对该记录进行加锁(X锁或者S锁)，此时就可能会出现脏读/写的情况，因为插入操作本身没有进行任何加锁，如果此时插入操作的事物没有提交，第二个事务如果锁定了该记录，进行了读或者写操作，就会出现脏读/写。

如果想避免脏读/写，正确的操作应该是先判断插入操作的事务是否提交了，如果提交了第二个事务就可能正常读/写该记录，如果没有提交，第二个事务就需要进入等待状态，此时第二个事务就会为插入操作的事物创建一个X锁，为当前事物本身(第二个事务)也创建一个锁结构，然后进入等待状态，此时第一个事物还在执行，第二个事务进入了阻塞状态，两个事物都对应一个锁结构。

4. 锁结构

• 锁所在的事物信息 指向事物信息的指针
• 索引信息 记录行级锁加锁的索引
• 表/行锁信息
  • 表锁信息
  • 行锁信息
    • Space ID 记录所在的表空间
    • Page Number 记录所在的页号
    • n_bits 表示使用了多少个尾部的bit位
• type_mode 记录的是锁相关的信息还有等待状态
  • lock_mode 锁模式，占用低4位
    • LOCK_IS 共享意向锁
    • LOCK_IX 独占意向锁
    • LOCK_S 共享锁
    • LOCK_X 独占锁
    • LOCK_AUTO_INC AUTO-INC锁
  • lock_type 锁类型
    • LOCK_TABLE 表锁
    • LOCK_REC 记录锁
  • rec_lock_type 行锁的具体类型
    • LOCK_ORDINARY next-key锁
    • LOCK_GAP 间隙锁
    • LOCK_REC_NOT_GAP 记录锁
    • LOCK_INSERT_INTENTION 意向锁
    • 其他信息
    • LOCK_WAIT 等待状态
• 其他信息
• 一堆bit位 如果是行锁，每一个bit位对应一条记录，0表示对应的记录没有加锁，1表示对应记录加锁了

        _________________  
       | 锁所在的事物信息  |
       |----------------|
       |     索引信息     |
       |----------------|
       |  表/行锁信息     |
       |----------------|
       |   type mod     |
       |--------------—-|
       |   其他信息      |
       |----------------|
       |   一些bit位     |
        ----------------