【譯文】MySQL InnoDB 使用的鎖分析

InnoDB 使用的 鎖類型

　　共享鎖和排它鎖

　　意向鎖

　　記錄鎖

　　間隙鎖

　　Next-key 鎖

　　插入意向鎖

　　AUTO-INC 鎖

 

共享鎖和排他鎖

　　InnoDB實現了倆個標準的行級鎖，共享鎖和排它鎖。

　　　　共享鎖容許持有者讀取一行

　　　　排它鎖容許持有者更新或者刪除一行

　　若是一個事物T1在 r 行持有一把共享鎖，則來自於不一樣的事物T2在 r 行上的鎖請求將按照以下方法處理：

　　　　T2請求共享鎖能夠當即被受權，所以T1和T2都持有了在 r 行上的共享鎖

　　　　T2請求排它鎖不能夠當即被受權。

　　若是一個事物T1在 r 行持有一把排它鎖，則來自與不一樣事物T2在r上的任何鎖請求將不會當即被受權。

 

意向鎖

　　InnoDB支持多粒度鎖：指容許表級鎖和行級鎖共存。爲了實如今多粒度級別上鎖，額外的鎖類型（意向鎖）被使用。意向鎖是一個表級鎖，它代表將來在那張表上會有哪種鎖類型（排他或者共享）被事物請求。

　　InnoDB有倆種類型的意向鎖（假設事物未來會在某張表t上請求鎖）：意向共享鎖，意向排他鎖。

　　意向共享鎖：指事物意圖在表t上的某些行上加S鎖

　　意向排它鎖：指事物意圖在表t上的某些行上加X鎖

　　意向鎖協議描述以下：

　　　　事物在表t上的一行上加S鎖以前，他必須獲取IS鎖或者在t上更強的鎖（指表級鎖）

　　　　事物在表t上的一行上加X鎖以前，他必須獲取IX鎖

　　上述鎖規則協議能夠方便的歸納以下的兼容性矩陣：

	X	IX	S	IS
X	Conflict	Conflict	Conflict	Conflict
IX	Conflict	Compatible	Conflict	Compatible
S	Conflict	Conflict	Compatible	Compatible
IS	Conflict	Compatible	Compatible	Compatible

　　　　注：意向鎖是MySQL本身自動處理，爲了解決表級鎖和行級鎖的衝突，即提前檢測鎖衝突。

S、X、IS、IX鎖兼容性矩陣爲何是這樣子呢？

一、意向鎖之間彼此不會衝突，由於它們都只是「有意」，而不是真幹，因此是能夠兼容的。在加行鎖以前，會使用意向鎖判斷是否衝突；

二、IX和X的關係等同於X和X之間的關係，爲何呢？由於事務得到了IX鎖，接下來就有權利獲取X鎖，這樣就會出現兩個事務都獲取X鎖的狀況，這和咱們已知的X鎖和X鎖之間互斥是矛盾的；

三、S和IS、X和IS、IX和IS也能夠由此推導出來。

　　一個鎖被授予一個事物，是在該鎖與事物已獲取的鎖兼容的時候，而不是與現有鎖衝突的時候。事物等待直到衝突的鎖被釋放。若是一個鎖請求與現有的鎖衝突，而且由於死鎖不能被授予，一個錯誤會發生，MySQL本身決定哪一個事物回滾。

 

　　所以意向鎖不阻塞任何事物，除了全表鎖請求。IX鎖和IS鎖是用來代表某我的或者事物正在持有鎖或者將要持有鎖。

　

記錄鎖

　　一個記錄鎖是在索引記錄上的鎖，僅鎖住一行。例如：SELECT c1 FROM t WHERE c1 = 10 FOR UPDATE; 阻止任何其餘事物插入、更新、刪除c1=10的行，前提是c1有索引。

　　記錄鎖鎖住的只是記錄的索引「記錄」，及時一個表沒有定義任何索引，InnoDB也會默認建立一個聚簇索引，並用來加鎖。

　　不符合where條件的記錄鎖會被釋放。

 

間隙鎖

　　間隙鎖是指鎖住索引記錄之間的空隙（並不鎖住索引記錄，即開區間），或者明確指定索引記錄的第一個和最後一個，例如：SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE; 阻止任何其餘事物的插入、更新和刪除

　　Gap能夠僅有一個值，多個值或者爲空。

　　Gap鎖是在性能和併發度上權衡的結果，並被某些事物隔離級別使用。

　　Gap鎖在一些使用惟一索引的來檢索惟一行的語句中是沒有必要的，由於索引的結果是惟一的，沒有間隙，不會妨礙其餘會話（事物）插入記錄。注，那些語句中包含惟一索引和二級索引的仍然適用Gap鎖。

　　值得注意的是，在不一樣事物中，鎖衝突能夠發生在同一個間隙裏，例如一個事物A持有一把共享GAP鎖在Gap間隙中，同時事物B持有一把排他的Gap鎖，倆個Gap屬於同一個。

　　　　注，舉一個例子，假設數據庫存在id爲1，2，3，5，7；事物1：select * from student where id between 3 and 9 for update; 事物2：select * from student where id = 8; 倆個事物共享(7-9)這個間隙鎖，但互不影響。

　　　　衝突Gap被容許的緣由是若是一個記錄從索引中被清除了，不一樣事物在這個記錄上的Gap鎖必須合併。

　　　　注：上述狀況未實驗成功，首先是不太明白其意思，其次是若是刪除索引記錄，意味着加X鎖，然而這個鎖的排他性已是衝突了，並不能驗證成功。若是有人直銷煩請告知，不勝感激！

　　Gap鎖在InnoDB中是純抑制做用，意思是Gap鎖僅阻止其餘事物插入這個gap間隙，他們不阻止不一樣的事物在相同的gap上獲取gap鎖。所以，GapX鎖和GapS鎖有相同的效果。

　　Gap鎖能夠被禁用，經過設置RC隔離級別，或者啓用 innodb_locks_unsafe_for_binlog系統變量（當前已標記爲了棄用），此時，在檢索和掃描的時候Gap鎖被禁用，且僅被用做外鍵檢查和重複值檢測。

注：當用惟一索引時，三種方法可能產生間隙鎖：

　　1. 惟一檢索值不存在，此時會在索引中尋找「最小區間」加間隙鎖；
　　2. between and 條件篩選肯定索引間隙加鎖；
　　3. 檢索值和比較操做符，例如大於小於檢索值（此時符合的記錄也會加記錄鎖，不只僅是間隙鎖）

　　

 

Next-key Locks

　　Next-key鎖是記錄鎖和Gap鎖的結合。

　　InnoDB 執行行級鎖，所以，當檢索或掃描表索引時，他設置S或者X鎖到遇到的索引記錄上。所以，行級鎖其實是記錄鎖，一個索引記錄上的next-key鎖，一樣影響索引記錄以前的gap。就是說next-key鎖是一個記錄鎖，加上一個gap（記錄以前）鎖。

　　假設索引裏面有10，11，13，20。則可能的next-key鎖是：

(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)

　　默認地，InnoDB提供的事物隔離級別是RR，此時InnoDB使用的是next-key鎖，在檢索和掃描的時候。以阻止幻讀。next-key在使用惟一索引時會降級爲記錄鎖，提升併發度。

 

插入意向鎖（一種特殊的gap鎖）：

　　插入意向鎖是當插入操做執行時，設置的一種特殊的gap類型鎖。這個lock標誌一種插入行爲：若是每一個事物插入gap中的位置不同時在多事物插入相同的gap狀況不須要互相等待。這主要是提升併發插入效率。

 

AUTO-INC鎖

　　該鎖類型是一種特殊的表級鎖，在事物插入自動增加字段時使用。若是一個事物插入列值（自動增加列）到表中，任何其餘的事物必須等待，所以插入的字段纔會是連續的值。

　　 innodb_autoinc_lock_mode配置選項，控制自動增加鎖使用的算法，它容許你選擇插入操做時，如何來權衡可預測的自動增加值和最大併發度

 

注：

　　排它鎖和共享鎖是指鎖的性質，意圖鎖是意圖。

　　記錄鎖和Gap鎖是鎖的範圍，這就會出現是在必定的範圍加特定性質的鎖的問題。