MySQL数据库锁：共享锁和独占锁

你好，我是猿java。

在InnoDB存储引擎中，行级别锁有两种类型：共享锁（S锁）和排他锁（X锁），理解这 2种锁的工作机制及其交互关系对于掌握MySQL的并发控制和锁机制非常重要，因此，今天就来一起聊聊MySQL的共享锁和排他锁。

申明：本文基于 MySQL 8.0.30 版本，InnoDB引擎

共享锁

什么是共享锁？

共享锁（shared lock，S锁），也叫读锁。它是指当对象被锁定时，允许多个事务同时读取该资源，也允许其它事务从该对象上再次获取共享锁，但不能对该对象进行写操作。

加锁方式

共享锁一般通过下面 2种方式进行加锁：

# 方式1
select ... lock in share mode;

# 方式2
select ... for share;

如果事务T1 持有某对象的共享(S)锁，则事务T2 需要再次获取该对象的锁时，会出现下面两种情况：

• 如果T2 获取该对象的共享(S)锁，则可以立即获取锁；
• 如果T2 获取该对象的排他(X)锁，则无法获取锁；

举例说明

为了更好地理解上述两种情况，这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证：

InnoDB存储引擎

创建一张用户user表，表结构如下：

CREATE TABLE `user` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

给行加共享锁

这里给user表中id=3行加共享锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB	线程C sessionC
#开启事务 begin;
#给id=3的行加共享锁 select * from user where id = 3 lock in share mode;
	#获取id=3行的共享锁成功 #select操作执行成功 select * from user where id=3;	#获取id=3行的共享锁成功 #select操作执行成功 select * from user where id=3;
	#获取id=3行的排它锁失败 #delete操作被堵塞 delete from user where id = 3;	#获取id=4行的排它锁成功 #delete操作执行成功 delete from user where id = 4;
#提交事务 #id=3的行上共享锁被释放 commit;
	#获取id=3行的排它锁成功 #被堵塞的delete操作执行成功 delete from user where id = 3;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user中id=3这行添加共享锁后，事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表id=3的写锁失败，即delete where id=3操作被阻塞，而事务C(sessionC)获取user表id=4的写锁成功，即delete where id=4操作成功；

给表加共享锁

这里通过lock in share mode方式给user整张表添加共享锁，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB
#开启事务 begin;
#对user整张表加共享锁 select * from user lock in share mode;
	#成功获取user表的共享锁，select操作成功执行 select * from user;
	#获取user表的排他锁失败，操作被堵塞 delete from user where id = 1;
#提交事务 #user表的共享锁被释放 commit;
	#获取user表上排他锁成功，delete操作执行成功 delete from user where id = 1;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user整张表添加共享锁后，事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表的写锁失败，即delete操作被阻塞。

所以，尽管共享锁（S锁）是InnoDB存储引擎的行级别锁，但是一旦它作用到整张表时，其实是对表中所有的行加共享锁。

MyISAM引擎

创建一张用户person表，表结构如下：

CREATE TABLE `person` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(25) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `index_name` (`name`) USING BTREE
) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_

给行加共享锁

这里给person表的id=3行加共享锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB
#开启事务 begin;
#给id=3的行加共享锁 select * from person where id = 3 lock in share mode;
	#获取id=3行的共享锁成功 #select操作成功 select * from person where id=3;
	#获取id=3行的排它锁成功 #update操作成功 update person set name='name3xx' user where id = 3;
	select * from person where id=3;
#提交事务 #id=3行上共享锁被释放 commit;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对person中id=3这行添加共享锁后，事务B(sessionB)既能获取person表的共享锁，也能获取person表id=3的写锁，即select和update where id=3都操作成功；

因此，在MyISAM引擎中其实不存在共享锁。

总结

通过上述示例及其运行结果可以看出：

• 共享锁是InnoDB存储引擎的行级锁，在MyISAM存储引擎中不存在；
• 共享锁是尽管是行级别锁，但是当锁加在整个表时（表中所有的行，一种特殊的行），排他锁也会在表级别生效；

排它锁

什么是排他锁？

排它锁（exclusive lock，X锁），也叫写锁或者独占锁，主要是防止其它事务和当前加锁事务锁定同一对象，同一对象主要有两层含义：

• 当排他锁加在表上，则其它事务无法对该表进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作；
• 当排他锁加在行上，则其它事务无法对该行进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作；

加锁方式

排他锁加锁的方式一般有 2种：显式加锁和隐式加锁，如下：

-- 显式加锁
select ... for update;

-- 隐式加锁，是 MySQL内部自动加锁

为了更好的说明排他锁，这里以下面的执行顺序流来进行验证，用户user表的结构还是和上面的一样：

举例说明

为了更好地理解上述两种情况，这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证：

InnoDB存储引擎

给行加排他锁

这里通过for update显式给user表中id=6行加排他锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB	线程C sessionC
#开启事务 begin;
#给id=6的行加排他锁 select * from user where id = 6 for update;
	#获取id=6的共享锁成功 select * from user where id=6;	#获取id=6的共享锁成功 select * from user where id=6;
	#获取id=6的排它锁失败 delete from user where id = 6;	#获取id=7的排它锁成功 delete from user where id = 7;
#提交事务 #user表id=6的行上排他锁被释放 commit;
	#获取id=6的排它锁成功 #被堵塞的delete操作执行成功 delete from user where id = 6;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user中id=6这行添加共享锁后，事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表id=6的写锁失败，即delete where id=6操作被阻塞，而事务C(sessionC)获取user表id=7的写锁成功，即delete where id=7操作成功；

给表加排他锁

这里通过for update显式方式给user整张表添加排他锁，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB
#开启事务 begin;
#对user整张表加排他锁 select * from user for update;
	#获取user表上的共享锁成功，select执行成功 select * from user;
	#获取user表上的排他锁失败，操作被堵塞 delete from user where id=3;
#提交事务 #user表上的排他被释放 commit;
	#获取user表上的排他锁成功，操作执行成功 delete from user where id = 3;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user整张表加排他锁后，事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表的排他锁失败，即delete操作被阻塞；

所以，尽管排他锁（X锁）是InnoDB存储引擎的行级别锁，但是一旦它作用到整张表时，其实是对表中所有的行加排他锁。

MySQL 隐式加排他锁

这里通过MySQL隐式给user的id=6行添加排他锁，执行顺序流如下表

加锁线程 sessionA	线程B sessionB
#开启事务 begin;
#MySQL隐式给id=6行加排他锁 update user set name = 'name6' where id =6;
	#获取id=6的共享锁失败，select执行被阻塞 select * from user where id = 6 lock in share mode;
#提交事务 #id=6的排他被释放 commit;
	#获取id=6表上的共享锁成功，select执行成功;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)执行update where id=6时，MySQL会隐式加排他锁，事务B(sessionB)在lock in share mode模式下获取user表id=6的共享锁失败，也就是select操作能成功被阻塞；

MyISAM引擎

MySQL 隐式加排他锁

这里通过MySQL隐式给person的id=4行添加排他锁，执行顺序流如下表：

加锁线程 sessionA	线程B sessionB
#开启事务 begin;
#MySQL不会隐式给id=4行加排他锁 update person set name = 'name4' where id =4;
	#获取id=4的共享锁成功，select执行成功 select * from user where id=4 lock in share mode;
	#获取id=4表上的共享锁成功，select执行成功;
#提交事务 id=4的排他被释放 commit;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)执行update where id=6时，MySQL不会隐式加排他锁，事务B(sessionB)既能获取id=4的共享锁失败，也能获取id=4的排他锁；

因此，在MyISAM引擎中其实不存在排他锁。

总结

通过上述 3个示例及其运行结果可以看出：排他锁有表级别共享锁和行级别共享锁和自动锁机制 3种 表级别共享锁：锁定整个表，排他锁也会在表级别生效； 行级别共享锁：锁定特定行，排他锁也会在行级别生效； 自动锁机制：根据操作是表级别还行级别自动加对应的锁；

共享锁和排他锁的兼容性矩阵

为了更好地理解共享锁和排他锁的互斥关系，可以参考以下兼容性矩阵：

	无锁	共享锁	排他锁
无锁	允许	允许	允许
共享锁	允许	允许	阻塞
排他锁	允许	阻塞	阻塞

从上述矩阵可以看出：

• 无锁状态下可以获取任何类型的锁
• 共享锁状态下可以继续获取共享锁，但不能获取排他锁
• 排他锁状态下不能获取任何其他锁

总结

• 共享锁（S锁）和排他锁（X锁）是InnoDB存储引擎中的 2种行级别锁，MyISAM存储引擎不存在。
• 尽管共享锁（S 锁）和排他锁（X 锁）是行级锁，但是当他们加到表级别时，对表所有行都生效，这样看上去等同表级锁
• 共享锁（S 锁）允许多个事务同时读取数据，但不允许修改数据。多个事务可以同时持有共享锁
• 排他锁（X 锁）允许一个事务修改数据。只有一个事务可以持有排他锁，并且在它释放锁之前，其他事务不能获得任何类型的锁

参考

InnoDB Locking官方资料

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