InnoDB的行锁：共享锁、排他锁、MDL锁

共享锁：又称读锁、S锁。一个事务获取一个数据行的共享锁，其他事务能获取该行对应的共享锁，但不能获得排他锁；即一个事务在读取一个数据行时，其他事务也可以读，但不能对数据进行增删改查。

应用：

1.自动提交模式下的select查询，不加任何锁，直接返回查询结果

2.通过select……lock in share mode在被读取的行记录或范围上加一个读锁，其他事务可以读，但是申请加写锁会被阻塞

排他锁：又称写锁、X锁。一个事务获取了一个数据行的写锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，写锁优先级最高。

应用：

1.一些DML操作会对行记录加写锁

2.select for update会对读取的行记录上加一个写锁，其他任何事务都不能对锁定的行加任何锁，否则会被阻塞

MDL锁：MySQL5.5引入，用于保证表中元数据的信息。在会话A中，表开启了查询事务后，会自动获得一个MDL锁，会话B就不能执行任何DDL语句的操作

行锁实现方式

InnoDB 行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的，这一点 MySQL 与 Oracle 不同，后者是 通过在数据块中对相应数据行加锁来实现的。InnoDB 这种行锁实现特点意味着:只有通过 索引条件检索数据，InnoDB 才使用行级锁，否则，InnoDB 将使用表锁! 在实际应用中，要特别注意 InnoDB 行锁的这一特性，不然的话，可能导致大量的锁冲突， 从而影响并发性能。

行锁的三种算法

InnoDB 存储引擎有三种行锁的算法，其分别是：

• Record Lock: 单个行记录上的锁
• Gap Lock: 间隙锁，锁定一个范围，但不包含记录本身
• Next-Key 锁: Gap Lock + Record Lock，锁定一个范围，并且会锁定记录本身

RC模式下只采用Record Lock，RR模式下采用了Next-Key

加锁场景分析

• 主键索引

如果我们加锁的行上存在主键索引，那么就会在这个主键索引上添加一个 Record Lock。

• 辅助索引

如果我们加锁的行上存在辅助索引，那么我们就会在这行的辅助索引上添加 Next-Key Lock，并在这行之后的辅助索引上添加一个 Gap Lock

辅助索引上的 Next-Key Lock 和 Gap Lock 都是针对 Repeatable Read 隔离模式存在的，这两种锁都是为了防止幻读现象的发生。

• 唯一的辅助索引

这里有一个特殊情况，如果辅助索引是唯一索引的话，MySQL 会将 Next-Key Lock 降级为 Record Lock，只会锁定当前记录的辅助索引。

如果唯一索引由多个列组成的，而我们只锁定其中一个列的话，那么此时并不会进行锁降级，还会添加 Next-Key Lock 和 Gap Lock。

• Insert 语句

在 InnoDB 存储引擎中，对于 Insert 的操作，其会检查插入记录的下一条记录是否被锁定，若已经被锁定，则不允许查询。

意向锁

意向锁可以分为意向共享锁(Intention Shared Lock, IS)和意向排他锁(Intention eXclusive Lock, IX)。但它的锁定方式和共享锁和排他锁并不相同，意向锁上锁只是表示一种“意向”,并不会真的将对象锁住，让其他事物无法修改或访问。例如事物T1想要修改表test中的行r1，它会上两个锁:

1. 在表test上意向排他锁
2. 在行r1上排他锁

事物T1在test表上上了意向排他锁，并不代表其他事物无法访问test了，它上的锁只是表明一种意向，它将会在db中的test表中的某几行记录上上一个排他锁。

一致性非锁定读

一致性非锁定读是指 InnoDB 存储引擎通过行多版本控制(multi version)的方式来读取当前执行时间数据库中行的数据。具体来说就是如果一个事务读取的行正在被锁定，那么它就会去读取这行数据之前的快照数据，而不会等待这行数据上的锁释放。这个读取流程如图1所示:

行的快照数据是通过undo段来实现的，而undo段用来回滚事务，所以快照数据本身没有额外的开销。此外，读取快照数据时不需要上锁的，因为没有事务会对快照数据进行更改。

MySQL 中并不是每种隔离级别都采用非一致性非锁定读的读取模式，而且就算是采用了一致性非锁定读，不同隔离级别的表现也不相同。在 READ COMMITTED 和 REPEATABLE READ 这两种隔离级别下，InnoDB存储引擎都使用一致性非锁定读。但是对于快照数据，READ COMMITTED 隔离模式中的事务读取的是当前行最新的快照数据，而 REPEATABLE READ 隔离模式中的事务读取的是事务开始时的行数据版本。

一致性锁定读

在 InnoDB 存储引擎中，select语句默认采取的是一致性非锁定读的情况，但是有时候我们也有需求需要对某一行记录进行锁定再来读取，这就是一致性锁定读。

InnoDB 对于select语句支持以下两种锁定读:

• select ... for update
• select ... lock in share mode

select ... for update会对读取的记录加一个X锁，其他事务不能够再来为这些记录加锁。select ... lock in share mode会对读取的记录加一个S锁，其它事务能够再为这些记录加一个S锁，但不能加X锁。

对于一致性非锁定读，即使行记录上加了X锁，它也是能够读取的，因为它读取的是行记录的快照数据，并没有读取行记录本身。

select ... for update和select ... lock in share mode这两个语句必须在一个事务中，当事务提交了，锁也就释放了。因此在使用这两条语句之前必须先执行begin, start transaction，或者执行set autocommit = 0。

InnoDB 在不同隔离级别下的一致性读及锁的差异

consisten read //一致性读
share locks //共享锁
Exclusive locks //排他锁

在了解 InnoDB 锁特性后，用户可以通过设计和 SQL 调整等措施减少锁冲突和死锁，包括:

• 尽量使用较低的隔离级别;
• 精心设计索引，并尽量使用索引访问数据，使加锁更精确，从而减少锁冲突的机会;
• 选择合理的事务大小， 小事务发生锁冲突的几率也更小;
• 给记录集显示加锁时，最好一次性请求足够级别的锁。比如要修改数据的话，最好直接申请排他锁，而不是先申请共享锁，修改时再请求排他锁，这样容易产生死锁;
• 不同的程序访问一组表时，应尽量约定以相同的顺序访问各表，对一个表而言，尽可能以固定的顺序存取表中的行。这样可以大大减少死锁的机会;
• 尽量用相等条件访问数据，这样可以避免间隙锁对并发插入的影响;
• 不要申请超过实际需要的锁级别;除非必须，查询时不要显示加锁;
• 对于一些特定的事务，可以使用表锁来提高处理速度或减少死锁的可能。

参考资料

1.https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-locking.html#innodb-intention-locks  mysql官网开发手册

2.《MySQL 技术内幕 – InnoDB 存储引擎》

3.《深入浅出MySQL》

4.https://www.modb.pro/db/33873