【MySQL】如何理解MySQL的锁（图文并茂，一网打尽）

一、锁的介绍

     锁是计算机协调多个进程或者线程并发访问某一资源的机制。那么如何保证数据并发访问的一致性、有效性是数据库必须解决的一个问题，锁的冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素，所以数据库中锁的应用极为重要，其复杂度也更高。

锁的分类，以锁的颗粒度为三类：

全局锁：锁定数据库中的所有表。

表级锁：每次操作锁住整张表。

行级锁：每次操作都锁到对应行的数据。

接下来就分别对这几种锁做一个解释。

二、全局锁

1、概念

对整个数据库实例加锁，加锁后整个实例就处于只读状态，对于后面的DML语句，DDL语句，已经更新操作的事务提交语句都会被阻塞。

典型的场景应用：数据备份。对所有的表进行锁定，从而获取数据的一致性，保证数据的完整性。

如图所示，我们加了全局锁之后，使用mysqldump取备份数据的时候，其他客户端的事务是不能执行DML操作、DDL操作的，但可以执行DQL操作，当我们备份好数据后，导出xxx.sql文件后，再解开锁，此时DML操作、DDL操作才生效。

（其中DML操作是指：对数据进行增加、删除、修改操作。DDL操作是指：主要是进行定义/改变表的结构、数据类型、表之间的链接等操作。DQL操作是指：对数据进行查询操作。还有DCL操作是指：主要是用来设置/更改数据库用户权限。）

2、语句

加锁：flush tables with read lock;

解锁：unlock table

3、不足

①：如果在主库上备份，那么备份期间都不能执行更新，业务基本上就停摆了 。

②：如果在从库上备份，那么在备份期间不能执行同步过来的二进制日志洗，会导致延迟。

二、表级锁

对于表级锁，锁定粒度答，发生锁冲突的概率 最高，并发度低。应用在MyISAM、InnoDB、BDB等存储引擎中。

表级锁分为表锁、元数据锁、意向锁三类。

1、表锁

（1）表共享读锁（read lock）

如图所示有两个客户端Client1、Client2当Client1执行加锁操作后，Client1、Client2都只能执行DQL操作不能执行DDL/DML操作（进行堵塞）。只有当Client1解锁后，才能恢复DDL/DML的操作。

（2）表独占写锁（write lock)

如图所示有两个客户端Client1、Client2当Client1执行加锁操作后，Client1对该表能读能写，Client2不能执行DQL操作和不能执行DDL/DML操作（进行堵塞）。只有当Client1解锁后，才能恢复Client2的DQL/DDL/DML的操作。

（3）语法

   加锁：lock tables 表名 read/write。

   释放锁：unlock tables / 客户端断开。

2、元数据锁（MDL）

 元数据锁：加锁过程是系统自动控制的，无需显示使用，主要作用是为了维护表元数据的一致性。 在表中若有未提交的事务，不可以对元数据进行写入操作。 对表进行增删查改的时候加入MDL读锁（共享）， 对表结构进行变更操作的时候加入MDL写锁（排他）。

MDL的读锁分为类型分为shared_read(执行select、select xxx lock in share mode 触发)、shared_write(执行insert、update、delete、select...for update 触发)。

①：读锁之间是兼容的

如图所示，两个客户端Client1、Client2，当这两个客户端执行CRUD操作的时候，系统就自动添加了MDL的读锁，而读锁之间是不排斥的，所以Client1与Client2对User表的操作不会造成堵塞。

②：读锁与写锁排斥、写锁与写锁排斥

如图所示，两个客户端Client1、Client2,假设Client1执行了DQL操作，那么此时系统产生了MDL读锁，如果这时我们的Client2执行DDL操作，就会被堵塞，因为DDL操作产生的是MDL的写锁，会与MDL的写锁排斥。此时只有Client1commit提交后，Client2的语句才会生效。

3、意向锁

为了避免DML在执行时，加的行锁与表锁的冲突，在InnoDB中引入了意向锁，使得表锁不用检查 每行数据是否加锁，使得意向锁来减少表锁的检查。

如图所示，当我们Client1执行一个update语句的时候，我们的mysql 会默认对更新的行加上行锁，

若此时没有意向锁，且Client2想对整张表进行锁表操作，那么Client2就会从第一条记录开始一条条查找对应行有没有行锁，找到行锁后在判断该行锁类型与添加的表锁是否冲突，再决定是否加锁，现实这个过程效率很低。

假如我们加了意向锁，如图所示，此时Client1执行上诉同样的操作，而Client2在执行使先 判断当前的意向锁 与表锁是否兼容：若兼容直接加锁，若不兼容则Client2的操作会阻塞，直到Client1进行了commit操作，且释放意向锁和行锁后，才生效。此时不用逐行检查行锁的情况，效率增加。

意向锁分为两类意向共享锁（IS）和意向排他锁（IX）两类，接下来做以下介绍。

（1）意向共享锁（IS）

意向共享锁，与表锁的表共享读锁（read）兼容，与表独占写锁(write)排斥。

语句：select ... （select语句）lock in share mode(触发)

如图所示，Client1先通过select ... （select语句）lock in share mode触发意向共享锁（IS）,此时Client2执行锁表的read lock操作可以直接锁表，因为二者兼容，当 执行锁表的wirte lock此操作，则会被堵塞因为二者不兼容。

（2）意向排他锁（IX）

意向排他锁，与表共享读锁(write)、表独占写锁(read)都互斥。意向锁之间不会互斥。

语句：insert 、update、delete、select ... for update（触发）

如图所示，Client1通过insert 、update、delete、select ... for update语句 触发意向排它锁（IX）,此时Client2执行表共享读锁(write)、表独占写锁(read)都会被互斥，因为不兼容，只有等Client1执行完毕提交后，Client2的指令才会触发。

三、行级锁

   行级锁：是MySQL 中锁定粒度最小的一种锁，是针对索引字段加的锁，只针对当前操作的行记录进行加锁。 行级锁能大大减少数据库操作的冲突。其加锁粒度最小，并发度高，但加锁的开销也最大，加锁慢，会出现死锁。应用在Innodb储存引擎中。

行级锁分为行锁（Recode Lock）、间隙锁 （Gap lock）、临键锁 (Next-key Lock:行锁与间隙锁的组合)三类，接下来分别介绍。

1、行锁

行锁分为共享锁和排他锁两类。

（1）共享锁（s）

只允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同的数据集的排它锁。（共享锁之间兼容，与排它锁之间排斥）

语句：select ... （select语句）lock in share mode 触发（select 不加锁）

（2）排他锁(x)

允许获取排它锁的事务更新数据，阻止其他事务获得相同数据集的共享锁和排他锁（排它锁与排它锁、共享锁之间都冲突）（阻止其他事务的读锁和写锁 ）

语句：insert 、update、delete、select ... for update 触发

2、间隙锁

间隙锁唯一的目的就是防止其他事务插入间隙。造成幻读现象。

如图所示，Client1执行了一个update Student set age = 10 where id=5操作，此时因为表中没有id=5的字段，此时就会在id=7和id=3之间加一个间隙锁（不包含id=3和id=7的情况），此时，Client2又执行了一个insert Student values(6,'李蛋',6)指令，在id=3和id=7之间插入一条指令，因为加了间隙锁，所以插入操作会被阻塞，直到Client1完成commit提交后，Client2插入语句才会生效。

3、临键锁

临键锁，是记录锁与间隙锁的组合，它的封锁范围，既包含索引记录，又包含索引区间。默认情况下InnoDB在Repeatable Read事务隔离级别运行，InnoDB使用临键锁进行搜索和索引扫 描，以防止幻读。（临键锁与间隙锁相比，除了锁住当前记录也会锁定当前记录之前的一部分间隙）

四、再谈乐观锁与悲观锁

我们从mysql模式上分类来谈谈乐观锁与悲观锁这两种思想。

1、乐观锁

（1）概念

乐观锁是一种在数据库操作中用于处理并发问题的技术。它的思想是认为数据一般情况下不会造成冲突，所以在数据进行提交更新的时候，才会正式对数据的冲突与否进行检测，如果发现冲突了，则让返 回错误信息，让用户决定如何去做。

（2）实现

     利用数据版本号（version）机制是乐观锁最常用的一种实现方式。一般通过为数据库表增加一个数字类型的 “version” 字段，当读取数据时，将version字段的值一同读出， 数据每更新一次，对此version值+1。当我们提交更新的时候，判断数据库表对应记录的当前版本信息与第一次取出来的version值进行比对，如果数据库表当前版本号与第 一次取出来的version值相等，则予以更新，否则认为是过期数据，返回更新失败。

（3）应用场景

①：低冲突环境。②：读多写少的场景。③ ：短事务场景。④：互联网应用。⑤：分布式应用。

（4）缺点

①：冲突检测：在高并发的环境中，乐观锁可能会导致大量的冲突 。

②：处理开销：在处理冲突时，需要执行回滚和重试，这可能会增加系统的开销。

③：版本管理：乐观锁通常通过版本号（或时间戳）来检测冲突。这要求系统能正确的控制版本号，否则可能导致错误的版本冲突。

2、悲观锁

（1）概念

悲观锁是指数据在操作数据的时候比较悲观，每次去拿数据的时候认为别的线程也会同时修改数据，所以在每次拿数据的时候都会加锁，这样别的线程想要拿数据就会被阻塞直到它解开锁。

（2）实现

①：使用select...for update是MySQL提供的实现悲观锁的方式。

②：Java中使用synchronized和ReentrantLock等独占锁方式实现。

（3）应用场景

①：写操作比较多的场景。②：并发冲突高的场景。③：业务需要强一致性的的场景。

（4）缺点

①：需要实施阻塞，导致效率降低下。

②：可能造成某个线程永久等待，即发生死锁的可能性较大。

③：锁超时：如果一个事务长时间有锁而不被释放，可能导致其他等待锁的事务超时。

五、总结

  这里博主整理我们常见的MySQL中锁的概念，还介绍了面试中 常问的关于乐观锁、悲观锁的 一些特点。相信一定对屏幕前正在阅读的小伙伴有所帮助，大家不要忘记点赞、关注，支持博主一波哦！后续还有更多内容与大家分享~