MySQL 中的锁不是一个平铺的分类,可以从三个维度理解:
锁的范围:全局锁、表锁、行锁
锁的模式:共享锁、排他锁、意向锁
锁住的对象:记录、间隙、元数据、自增计数器等
下面主要以最常用的 InnoDB 为例。
一、共享锁和排他锁
1. 共享锁 S Lock
也叫读锁。事务获得共享锁后可以读取数据:
SELECT *
FROM users
WHERE id = 1
FOR SHARE;
特点:
S 锁和 S 锁兼容
S 锁和 X 锁冲突
多个事务可以同时获得同一记录的共享锁,但不能同时修改它。
2. 排他锁 X Lock
也叫写锁。用于修改或删除数据:
SELECT *
FROM users
WHERE id = 1
FOR UPDATE;
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1;
DELETE FROM users WHERE id = 1;
特点:
X 锁与 S 锁冲突
X 锁与 X 锁冲突
一个事务持有排他锁时,其他事务不能再获得冲突锁。InnoDB 的基本行锁模式就是 S 锁和 X 锁。
二、意向锁
意向锁是表级别的标记,表示事务准备在表中的某些记录上加什么锁。
| 意向锁 | 含义 |
|---|---|
IS |
准备在某些记录上加共享锁 |
IX |
准备在某些记录上加排他锁 |
例如:
UPDATE users SET age = 20 WHERE id = 1;
大致会产生:
users 表上加 IX 锁
id=1 对应索引记录上加 X 锁
意向锁不是为了锁住整张表的数据,而是让 MySQL 快速判断表级锁是否与已有行锁冲突。
兼容关系可以简化为:
| IS | IX | S | X | |
|---|---|---|---|---|
| IS | 兼容 | 兼容 | 兼容 | 冲突 |
| IX | 兼容 | 兼容 | 冲突 | 冲突 |
| S | 兼容 | 冲突 | 兼容 | 冲突 |
| X | 冲突 | 冲突 | 冲突 | 冲突 |
三、InnoDB 的记录锁
InnoDB 所谓的"行锁",本质上通常是索引记录锁。
UPDATE users
SET name = 'Tom'
WHERE id = 10;
如果 id 是主键,就会锁住主键索引中 id=10 的记录。
主键索引:1 5 [10] 20
↑
被锁定
因此索引非常重要。如果没有合适索引,MySQL可能需要扫描并锁住大量索引记录,实际效果可能接近锁住整张表。
四、间隙锁 Gap Lock
间隙锁锁住的是两个索引值之间的空隙,而不是现有记录。
假设索引中有:
10、20、30
间隙包括:
(-∞,10)
(10,20)
(20,30)
(30,+∞)
如果锁住 (10,20),其他事务不能在这个范围插入 11~19,但通常不影响修改已经存在的 10 或 20。
间隙锁主要用于防止范围当前读出现幻行。
五、临键锁 Next-Key Lock
临键锁是:
Next-Key Lock = 记录锁 + 记录前面的间隙锁
例如锁住:
(10,20]
意味着同时锁住:
间隙:(10,20)
记录:20
在 RR 隔离级别下执行范围当前读:
SELECT *
FROM users
WHERE age BETWEEN 20 AND 30
FOR UPDATE;
InnoDB 可能使用 Next-Key Lock 锁住相关索引记录及间隙,阻止其他事务修改已有记录或向查询范围插入新记录。
六、插入意向锁
插入意向锁是一种特殊的间隙锁,表示事务准备向某个间隙插入记录。
索引中存在:
10、20
两个事务分别执行:
INSERT INTO users(id) VALUES (12);
INSERT INTO users(id) VALUES (18);
虽然都向 (10,20) 插入,但插入位置不同,通常可以并发。
如果该间隙已经被其他事务的间隙锁或 Next-Key Lock 锁住,插入意向锁就需要等待。
七、表锁
可以显式锁住整张表:
LOCK TABLES users READ;
LOCK TABLES users WRITE;
UNLOCK TABLES;
READ:当前会话可以读,不能写,其他会话也可以读。WRITE:当前会话可以读写,其他会话通常不能访问。
InnoDB 主要使用行级锁,一般不建议通过 LOCK TABLES 手动锁住整张 InnoDB 表,因为会明显降低并发能力。
八、元数据锁 MDL
MDL 的全称是 Metadata Lock,用来保护表结构等数据库对象。
事务执行:
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users;
会获得 users 的元数据锁。如果事务一直没有结束,另一个会话执行:
ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20);
可能一直等待,并显示:
Waiting for table metadata lock
MDL 防止一个事务使用表时,另一个会话突然删除或改变表结构。事务中的 MDL 通常要等到 COMMIT 或 ROLLBACK 才释放,因此未提交的长事务经常造成 DDL 阻塞。
九、AUTO-INC 锁
这是 InnoDB 为 AUTO_INCREMENT 分配自增值使用的特殊机制:
CREATE TABLE orders (
id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT
);
多个事务同时插入时,InnoDB 需要协调自增值的分配。是否使用表级 AUTO-INC 锁、持有多久,取决于插入类型和 innodb_autoinc_lock_mode。当前模式支持传统、连续和交错三种分配策略。
十、全局锁和备份锁
全局读锁可以通过以下命令获得:
FLUSH TABLES WITH READ LOCK;
它会对整个 MySQL 实例加全局读锁,通常允许查询但阻止数据修改,常用于某些备份场景:
UNLOCK TABLES;
此外,LOCK INSTANCE FOR BACKUP 可以获得实例级备份锁,允许普通 DML 继续执行,但阻止可能破坏备份一致性的部分操作。