【mysql】- 锁篇（上）

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回顾

问题

• 事务并发执行时可能带来各种问题，并发事务访问相同记录的情况大致可以划分为3种
  • 读-读情况：即并发事务相继读取相同的记录
    • 读取操作本身不会对记录有什么影响，并不会引起什么问题，所以允许这种情况的发
  • 写-写情况：即并发事务相继对相同的记录做出改动
    • 任何一种隔离级别都不允许这种问题的发生。所以在多个未提交事务相继对一条记录做改动时，需要让它们排队执行，这个排队的过程其实是通过锁来实现的。这个所谓的锁其实是一个内存中的结构，在事务执行前本来是没有锁的，也就是说一开始是没有锁结构和记录进行关联的
  • 读-写或写-读情况：也就是一个事务进行读取操作，另一个进行改动操作
    • 这种情况下可能发生脏读、不可重复读、幻读的问题

解决上述问题方案

• 读操作利多版本并发控制（ MVCC ），写操作进行加锁
• 读、写操作都采用加锁的方

一致性读（Consistent Reads）

• 事务利用MVCC 进行的读取操作称之为一致性读，或者一致性性锁读，有的地也称之为快照读。所有普通的SELECT语句（ plain SELECT ）在READ COMMITTED、REPEATABLE READ隔离级别下都算是一致性读，一致性读并不会对表中的任何记录做加锁操作，其他事务可以自由的对表中的记录做改动

锁定读（Locking Reads）

并发事务的读-读情况并不会引起什么问题，不过对于写-写、读-写或写-读这些情况可能会引起一些问题，需要使用MVCC或者加锁的方式来解决它们。在使用加锁的方式解决问题时，由于既要允许读-读情况不受影响，又要使写-写、读-写 或写-读情况中的操作相互阻塞

• 共享锁和独占锁

  • 共享锁 ，英文名：Shared Locks，简称S锁。在事务要读取一条记录时，需要先获取该记录的S锁
  • 独占锁 ，也常称排他锁，英文名：Exclusive Locks，简称X锁。在事务要改动一条记录时，需要先获取该记录的X锁
  • 上述两种锁的场景
    • 假如事务T1首先获取了一条记录的S锁之后，事务T2接着也要访问这条记录：
      • 如果事务T2想要再获取一个记录的S锁，那么事务T2也会获得该锁，也就意味着事务T1和T2在该记录上同时持有S锁
      • 如果事务T2想要再获取一个记录的X锁，那么此操作会被阻塞，直到事务T1提交之后将S锁释放掉
    • 如果事务T1首先获取了一条记录的X锁之后，那么不管事务T2接着想获取该记录的S锁还是X锁都会被阻塞，直到事务T1提交
    • 故我们说S锁和S锁是兼容的，S锁和X锁是不兼容的，X锁和X锁也是不兼容的

• 锁定读的语句

  • 在采用加锁方式解决脏读、不可重复读、幻读这些问题时，读取一条记录时需要获取该下该记录的S锁，其实这是不严谨的，有时候想在读取记录时就获取记录的X锁，来禁用别的事务读写该记录
    • 对读取的记录加S锁：
      • 也就是在普通的SELECT语句后边加，如果当前事务执行了该语句，那么它会为读取到的记录加S锁，这样允许别的事务继续获取这些记录的S锁（比方说别的事务也使用语句来读取这些记录），但是不能获取这些记录的X锁（比方说使SELECT ... FOR UPDATE语句来读取这些记录，或者直接修改这些记录）。如果别的事务想要获取这些记录的X锁，那么它们会阻塞，直到当前事务提交之后将这些记录上的S锁释放掉
    • 对读取的记录加X锁：
      • SELECT ... FOR UPDATE; 也就是在普通的SELECT语句后边加FOR UPDATE，如果当前事务执行了该语句，那么它会为读取到的记录加X锁，这样既不允许别的事务获取这些记录的S锁（比方说别的事务使用语句来读取这些记录），也不允许获取这些记录的X锁（比方说使用SELECT ... FOR UPDATE语句来读取这些记录，或者直接修改这些记录）。如果别的事务想要获取这些记录的S锁或者X锁，那么它们会阻塞，直到当前事务提交之后将这些记录上的X锁释放掉

• 写操作

  • 平常所用到的写操作是DELETE、UPDATE、INSERT这三种：
    • DELETE：对一条记录做DELETE操作的过程其实是先在B+树中定位到这条记录的位置，然后获取一下这条记录的X锁，然后再执行delete mark操作。我们也可以把这个定位待删除记录在B+树中位置的过程看成是一个获取X锁的锁定读
    • UPDATE：
      • 在对一条记录做UPDATE操作时分为三种情况：
        • 如果未修改该记录的键值并且被更新的列占用的存储空间在修改前后未发生变化，则先在B+树中定位到这条记录的位置，然后再获取一下记录的X锁，最后在原记录的位置进行修改操作。其实我们也可以把这个定位待修改记录在B+树中位置的过程看成是一个获取X锁的锁定读
        • 如果未修改该记录的键值并且至少有一个被更新的列占用的存储空间在修改前后发生变化，则先在B+树中定位到这条记录的位置，然后获取一下记录的X锁，将该记录彻底删除掉（就是把记录彻底移入垃圾链表），最后再插入一条新记录。这个定位待修改记录在B+树中位置的过程看成是一个获取X锁的锁定读，新插入的记录由 INSERT操作提供的隐式锁进行保护
        • 如果修改了该记录的键值，则相当于在原记录上做DELETE操作之后再来一次INSERT操作，加锁操作就需要按照DELETE和INSERT的规则进行了
    • NSERT：一般情况下，新插入一条记录的操作并不加锁，通过一种称之为隐式锁来保护这条新插入的记录在本事务提交前不被别的事务访问

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前边提到的锁都是针对记录的，也可以被称之为行级锁或者行锁，对一条记录加锁影响的也只是这条记录而已，我们就说这个锁的粒度比较细；其实一个事务也可以在表级别进行加锁，自然就被称之为表级锁或者表锁，对一个表加锁影响整个表中的记录，我们就说这个锁的粒度比较粗。给表加的锁也可以分为共享锁（S锁）和独占锁（X锁）

• 多粒度锁
  • 给表加S锁：
    • 如果一个事务给表加了S锁，那么：
      • 别的事务可以继续获得该表的S锁
      • 别的事务可以继续获得该表中的某些记录的S锁
      • 别的事务不可以继续获得该表的X锁
      • 别的事务不可以继续获得该表中的某些记录的X锁
  • 给表加X锁：
    • 如果一个事务给表加了X锁（意味着该事务要独占这个表），那么：
      • 别的事务不可以继续获得该表的S锁
      • 别的事务不可以继续获得该表中的某些记录的S锁
      • 别的事务不可以继续获得该表的X锁
      • 别的事务不可以继续获得该表中的某些记录的X锁