MySQL 锁（lock与latch）

一、什么是锁

锁机制用于管理对共享资源的并发访问，它是数据库系统区别于文件系统的一个关键特性。

数据库系统使用锁是为了支持对共享资源的并发访问，提供数据的完整性和一致性。

InnoDB存储引擎锁的实现和Oracle数据库非常类似，提供一致性的非锁定读、行级锁支持。行级锁没有相关额外的开销，并发可以同时得到并发性和一致性。

二、锁的种类Lock与Latch

1、Latch是闩锁（轻量级的锁）

因为其要求锁定的时间必须非常短。若持续的时间长，则应用的性能会非常差。在InnoDB存储引擎中，latch又可以分为mutex（互斥量）和rowlock（读写锁）。其主要目的是用来保证并发线程操作临界资源的正确性，并且通常没有死锁检测机制。

查看方式：

show engine innodb mutex

2、Lock的对象是事务

用来锁定的是数据库中的对象，如表、页、行。并且一般lock的对象仅在事务commit或rollback后释放。此外，lock有死锁机制。

查看方式：

show engine innodb status

表：innodb_trx,innodb_locks,innodb_lock_waits

3、lock与latch比较

三、InnoDB存储引擎中的锁

1、锁的类型

1）共享锁（S）

2）排他锁（X）

3）S锁与X锁的关系

从表中可以发现X锁与任何的锁都不兼容，而S锁仅和S锁兼容。需要特别注意的是，S和X锁是行锁，兼容是指对同一记录（row）锁的兼容性情况。

4）意向锁

InnodDB支持多粒度锁定，这种锁定允许事务在行级别上的锁和表级别上的锁同时存在。

为了支持不同粒度上进行加锁，有了一种而外的锁方式，称之为意向锁。

意向共享锁

意向排他锁

意向锁与行锁兼容性

5）查看锁的方式与SQL

show engine innodb status;

查看锁表情况
show status like ‘Table%’;
查看正在被锁定的的表
show OPEN TABLES where In_use > 0;
查看正在锁的事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;
查看等待锁的事务
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCK_WAITS;
查看当前执行的SQL
show processlist;

2、一致性非锁定读

1）一致性非锁定读（consistent nonlocking read）是指InnoDB通过行多版本控制（multi version ing control）的方式来读取当前执行时间数据库中行的数据。如果行上面存在update、delete操作，这是读取操作不会因此等待行上的索引释放。而是区读取行的一个快照，不需要等待X锁释放。如图

2）快照数据是指该行的前版本的数据，该实现是通过UNDO段来完成。而undo用来在事务中回滚数据，因此快照数据本身是没有额外的开销。此外，读取快照数据是不需要上锁的，因为没有事务需要对历史的数据进行修改操作。

3）MVCC（Multi Version Concurrency Control，MVCC）

快照数据其实是当前数据之前的历史版本，每行记录可能有多个版本。一个行记录可能有不止一个快照版本，一般称这种技术为多版本技术。由此带来的并发控制，称之为多版本并发控制。

3、一致性锁定度

InnoDB支持两种一致性锁定读

1）select ...from update  这个是X锁

2) select ... lock in share mode  这个是S锁

3）注意点

一致性锁定读必须在一个事务中，当事务提交了，锁就释放了。

因此，使用上述两个select锁定语句，必须加上begin，start transaction或者set autocommit=0。

4、自增长锁

1）插入操作会根据这个自增长的计数器值加1赋予自增长列。这个实现方式称为AUTO-INC Locking.这种锁其实是采用一种特殊的表锁机制，为了提高插入的性能，锁不是在每一个事务完成后才释放，而是在完成对自增长插入的SQL语句后立即释放。

2）虽然AUTO-INC Locking从一定程度上提高了并发插入的效率，但是还是存在性能上的问题。首先对于有自增长值的列的并发插入性能较差，事务必须等待前一个插入的完成(虽然不用等待事务的完成)。其次对于INSERT ....SELECT的大数据量的插入会影响插入的性能，因为另一个事务的插入会被阻塞。

3）从MySQL 5.1.22版本开始，InnoDB提供了一种轻量级互斥量的自增长实现机制，这种机制大大提高了自增长插入的性能。并且从这个版本开始，InnoDB提供了一个参数innodb_autoinc_lock_mode来控制自增长的模式，该参数的默认值为1，在继续讨论新的自增长实现方式之前，需要对自增长的插入进行分类。

接着分析参数innodb_autoinc_lock_mode以及各个设置下对自增的影响，其共有3个有效值可以设定 0 1 2

5、外键和锁

1）为什么加外键锁

因为外键值得插入或更新，首先需要查询父表中得记录，即select父表。但是对与父表得select操作，不是使用一致性非锁定读得方式吧，因为这样会发生数据不一致得问题。因此，采用select .... lock in share mode得方式，即主动对父表加一个S锁。如果这时父表上已经有X锁，子表操作被阻塞。

2）InnoDB解决方式

在建外键时InnoDB自动对其加一个索引，可避免表锁。Oracle需要用户自己手动加，不加可能引发死锁。

四、锁的算法

锁有三种算法：Record Lock，Gap lock，next-key lock

1、Record Lock

Record lock总是回去锁定索引记录，如果InnoDB存储引擎在建表得时候没有设置任何一个索引，那么这时InnoDB使用隐式得主键来进行锁定。

2、Gap lock

间隙锁，锁定一个范围，但是不包含记录本身。

3、next-key lock

1）结合Gap lock与Record lock得一种锁定算法，其设计目的时解决phantom Problem。它锁定得不是单个值，而是一个范围。采用Next-key Lock的锁定技术称为Next-key Locking。

2）当查询的索引含有唯一属性时，InnodDB存储引擎会对Next-key lock进行优化，将其降级为Record Lock，即仅锁住索引本身，而不是范围。

3）若唯一索引由多个列组成，而查询只是查找多个唯一索引列中的其中一个，那么查询其实是range类型查询，而不是point类型查询，故InnoDB存储引擎依然使用Next-Key Lock进行锁定。

4）用户可以使用以下两种方式显示的关闭Gap Lock

将事务隔离级别设置为Read Committed

将参数innodb_locks_unsafe_for_binlog设置为1

5）查询注意事项

在没有使用唯一索引作为检索条件，导致不光锁定了索引记录，还锁定了索引之间的间隙，应该是是使用了next-key锁。

五、锁的问题

锁提高了并发，但是会带来潜在的问题。不过好在因为事务隔离级别的要求，锁只会带来三种问题，如果可以防止三种情况发生，那么将不会产生异常。

1、脏读

1）脏数据是指未提交的数据，如果读到了脏数据，即一个事务可以读取另一个事务中未提交的数据，则显然违反了数据库的隔离性。

2、不可重复度

3、

六、阻塞

七、锁的问题

八、死锁

九、锁升级