大家好，我是公众号：java小杰要加油， 今天来分享一个关于mysql的知识点——mysql中的锁
- 话不多说，直接开车
事务并发访问情况
读-读 情况
- 并发事务读取相同的数据，并不会对数据造成影响，允许并发读
写-写 情况
-
多事务并发写写时会发生脏写的情况，不过任何一个事务隔离级别都不允许此情况发生，通过加锁来杜绝脏写
脏写
- 事务T1 将数据改成了A,但是还未提交，可此时事务T2又将数据改成了B，覆盖了事务T1的更改，T1更新丢失，这种情况叫做脏写
加锁
-
例如，现在事务T1,T2对这条记录进行并发更改，刚才说是隔离级别是通过加锁来杜绝此脏写的，流程如下
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这个锁结构中有两个比较关键的信息（其实还有很多信息，后面再聊）
-
trx信息：表示这个锁结构是和哪个事务所关联的
-
is_waiting信息：表示当前事务是否正在等待
Q： 能描述一下两个事务并发修改同一条数据时，mysql这个锁是怎么避免脏写的吗？
A ：事务T1在更改这条数据前，就先内存中生成一把锁与此数据相关联（is_waiting为false,代表没有等待），然后咔咔一顿操作更改数据，这个时候，事务T2来了，发现此记录已经有一把锁与之相关联了（就是T1那一把锁），然后就开始等待（is_waiting为true代表正在等待），事务T1更改完数据提交事务后，就会把此事务对应的所结构释放掉，然后检测一下还有没有与此记录相关联的锁，结果发现T2还在苦苦的等待，就把T2的锁结构的（is_waiting为false,代表没有等待）然后把T2事务对应的线程唤醒，T2获取锁成功继续执行，总体流程如上。
读-写 /写-读 情况
在读-写 / 写 -读的情况下会出现脏读，不可重复读，幻读的现象，不同的隔离级别可以避免不同的问题，具体相关内容可以看小杰的这篇文章 京东面试官问我：“聊聊MySql事务,MVCC？”
不过贴心的我还是列出来了 注：√代表可能发生，×代表不可能发生
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| 读未提交（read uncommitted RU） | √ | √ | √ |
| 读提交（read committed RC） | × | √ | √ |
| 可重复读（repeatable read RR） | × | × | √ |
| 串行化（serializable ） | × | × | × |
但是 RR在某些程度上避免了幻读的发生
怎么避免脏读、不可重复读、幻读这些现象呢？其实有两种方案
- 方案一 ：读操作使用MVCC，写操作进行加锁
- mvcc里面最重要的莫过于ReadView了，它的存在保证了事务不可以读取到未提交的事务所作的更改，避免了脏读。
- 在RC隔离级别下，每次select读操作都会生成ReadView
- 在RR隔离级别下，只有第一次select读操作才会生成ReadView，之后的select读操作都复用这一个ReadView
- 方案二：读写操作都用加锁
某些业务场景不允许读取旧记录的值，每次读取都要读取最新的值。 例如银行取款事务中，先把余额读取出来，再对余额进行操作。当这个事务在读取余额时，不允许其他事务对此余额进行访问读取，直到取款事务结束后才可以访问余额。所以在读数据的时候也要加锁
锁分类
当使用读写都加锁这个方案来避免并发事务写-写、读-写、写-读时而产生的脏读，不可重复读，幻读现象时，那么这个锁它就要做到，读读时不相互影响，上面三种情况时要相互阻塞，这时锁也分了好几类，我们继续往下看
锁定读
- 共享锁（Shared Lock）：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（Exclusive Lock）：简称X锁，也称排他锁，在事务要改动一条记录时，需要先获取该记录的X锁
他们之间兼容关系如下 √代表可以兼容，×代表不可兼容
| 兼容性 | S锁 | X锁 |
|---|---|---|
| S锁 | √ | × |
| X锁 | × | × |
事务T1获取某记录的S锁后，
- 事务T2也可以获取此记录的S锁，(兼容)
- 事务T2不可以获取此记录的X锁，直到T1提交后将S锁释放 (不兼容)
事务T1获取某记录的X锁后，
- 事务T2不可以获取此记录的S锁，直到T1提交后将X锁释放 (不兼容)
- 事务T2不可以获取此记录的X锁，直到T1提交后将X锁释放 (不兼容)
锁定读语句
<pre class="custom" data-tool="mdnice编辑器" style="margin-top: 10px; margin-bottom: 10px; border-radius: 5px; box-shadow: rgba(0, 0, 0, 0.55) 0px 2px 10px;">`SELECT .. LOCK IN SHARE MODE # 对读取的记录添加S锁
SELECT .. FOR UPDATE # 对读取的记录添加X锁` </pre>
多粒度锁
前面提到的锁都是针对记录的，其实一个事务也可以在表级进行加锁（S锁、X锁）
-
T1给表加了S锁，那么
- T2可以继续获取此表的S锁
- T2可以继续获取此表中的某些记录的S锁
- T2不可以继续获取此表的X锁
- T2不可以继续获取此表中的某些记录的X锁
-
T1给表加了X锁，那么
- T2不可以继续获取此表的S锁
- T2不可以继续获取此表中的某些记录的S锁
- T2不可以继续获取此表的X锁
- T2不可以继续获取此表中的某些记录的X锁
可是怎么可能平白无故的就给表加锁呢，难道没什么条件吗？答案是肯定有条件的
- 若想给表加S锁，得先确保表中记录没有X锁
- 若想给表加X锁，得先确保表中记录没有X锁和S锁
但是这个怎么确保呢？难道要一行一行的遍历表中的所有数据吗？当然不是啦，聪明的大佬们想出了下面这两把锁
- 意向共享锁（Intention Shared Lock）:简称IS锁，当事务准备在某记录上加S锁时，需要先在表级别加上一个IS锁
- 意向独占锁（Intention Exclusive Lock）:简称IX锁，当事务准备在某记录上加X锁时，需要先在表级别加上一个IX锁
让我们来看下加上这两把锁之后的效果是什么样子的
- 当想给记录加S锁时，先给表加一个IS锁，然后再给记录加S锁
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- 当想给记录加X锁时，先给表加IX锁，然后再给记录加X锁
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然后 经过上面的操作之后
- 如果想给表加S锁，先看下表加没加IX锁，如果有的话，则表明此表中的记录有X锁，则需要等到IX锁释放掉后才可以加S锁
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- 如果想给表加X锁，先看下表加没加IS锁或者IX锁，如果有的话，则表明此表中的记录有S锁或者X锁，则需要等到IS锁或者IX锁释放掉后才可以加X锁
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这几种锁的兼容性如下表
| 兼容性 | IS锁(表级锁) | S锁 | IX锁(表级锁) | X锁 |
|---|---|---|---|---|
| IS锁(表级锁) | √ | √ | √ | × |
| S锁 | √ | √ | × | × |
| IX锁(表级锁) | √ | × | √ | × |
| X锁 | × | × | × | × |
- IS、IX锁都是表级锁，他们可以共存。
- 他们的提出仅仅是为了在之后加表级别的S锁或者X锁时可以快速判断表中的记录是否被上锁，避免用遍历的方式来查看一行一行的去查看而已
InnoDB中的行级锁
Record Lock（记录锁）
- 官方名字 LOCK_REC_NOT_GAP
- 仅仅锁住一条记录
- 有S型和X型之分
Gap Lock（间隙锁）
- 官方名字 LOCK_GAP
- 给某记录加此锁后，阻塞数据在此记录和上一个记录的间隙插入，但是不锁定此记录
- 有S型和X型之分，可是并没有什么区别他们的作用是相同的，gap锁的作用仅仅是为了防止插入幻影记录而已，如果对一条记录加了gap锁（无论S/X型）并不会限制其他事务对这条记录加Record Lock或者Gap Lock
Next-Key Lock(记录锁+间隙锁)
- 官方名字 LOCK_ORDINARY
- 既可以锁住某条记录，又可以组织其他事务在该记录面前插入新记录
Insert Intention Lock(插入意向锁锁)
- 官方名字 LOCK_INSERT_INTENTION
- 事务在插入记录时，如果插入的地方加了gap锁，那么此事务需要等待，此时此事务在等待时也需要生成一个锁结构，就是插入意向锁
锁内存结构
- 我们难道锁一条记录就要生成一个锁结构吗？
当然不是！
一个锁结构
如果被加锁的记录符合下面四条状态的话，那么这些记录的锁则会合到一个锁结构中
- 在同一个事务中进行加锁操作
- 被加锁的记录在同一个页面中
- 加锁的类型是一样的
- 等待的状态是一样的
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锁结构信息
然后我们再来依此看下这个所结构每个部分的信息都是什么意思
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-
锁所在的事务信息：无论是表级锁还是行级锁，一个锁属于一个事务，这里记载着该锁对应的信息
-
索引信息：对于行级锁来说，需要记录一下加锁的记录属于哪个索引
-
表锁/行锁信息：行级锁
- Space_ID：记录所在的表空间 *** Page Number**：记录所在的页号
-
n_bits：一条记录对应着一个比特；一个页面包含多条记录，用不同的比特来区分到底是那一条记录加了锁,有个计算公式如下（公式中是取商）
n_bits = （1+（n_recs+LOCK_PAGE_BITMAP_MARGIN）/ 8）x 8LOCK_PAGE_BITMAP_MARGIN是固定的值为64，n_recs指当前界面一共有多少条记录（包含伪记录以及在垃圾链表中的记录），
-
type_mode：32比特的数
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-
lock_mode（锁模式）：低4比特位表示
- LOCK_AUTO_INC(十进制的4)：表示AUTO-INC锁
- LOCK_IS(十进制的0)：表示共享意向锁，IS锁
- LOCK_IX(十进制的1)：表示独占意向锁，IX锁
- LOCK_S(十进制的2)：表示共享锁，也就是S锁
- LOCK_X(十进制的3)：表示独占锁，也就是X锁
-
lock_type（锁类型）：第5~8比特位表示
- LOCK_TABLE(十进制的1)：当第5比特位设置为1时，表示表级锁
- LOCK_REC(十进制的32)：当第6比特位设置为1时，表示行级锁
-
rec_lock_type（行锁的具体类型）：其余的比特位表示
-
LOCK_ORDINARY(十进制的0)：表示next-key锁
-
LOCK_GAP(十进制的512)：当第10比特位是1时，表示gap锁
-
LOCK_REC_NOT_GAP(十进制的1024)：也就是当第11比特设置为1时，表示Record Lock(记录锁)
-
LOCK_INSERT_INTENTION(十进制的2048)：也就是当第12比特设置为1时，表示Insert Intention Lock（插入意向锁）
-
LOCK_WAIT(十进制的256)：也就是当
- 第9比特设置为1时，表示is_waiting为true,即当前事务获取锁失败，处于等待状态
- 第9比特设置为0时，表示is_waiting为false,即当前事务获取锁成功
-
-
其他信息：此文章不讨论
-
一堆比特位：此文章不讨论
举个例子
事务T1 要给user表中的记录加锁，假设这些记录存储在表空间号为20，页号为21的页面上，T1给id=1的记录加S型Record Lock锁，假如当前页面一共有5条记录（3条用户记录和2条伪记录）
过程：先给表加IS锁，不过我们现在不关心，只关心行级锁， 具体生成的所结构如下图所示
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最后
- 快过年啦，小杰可能也需要休息一下下，因为最近都周更（虽然上周有点事没更，打脸），周末完全没有其余时间了
- 感觉和朋友家人们联系有点少了，过年回家巩固下感情和朋友们聊聊天吹吹牛逼，顺便维护下峡谷的治安
- 最后祝关注java小杰要加油的宝贝儿们
- 脱单暴富事事顺，升职加薪牛哄哄！
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