MySQL锁系列(一)之锁的种类和概念

2024-03-05 09:13:36 浏览数 (1)

原文链接

https://keithlan.github.io/2017/06/05/innodb_locks_1/

背景

锁是MySQL里面最难理解的知识,但是又无处不在。 一开始接触锁的时候,感觉被各种锁类型和名词弄得晕头转向,就别说其他了。 本文是通过DBA的视角(非InnoDB内核开发)来分析和窥探锁的奥秘,并解决实际工作当中遇到的问题

锁的种类&概念

想要啃掉这块最难的大骨头,必须先画一个框架,先了解其全貌,才能逐个击破

  • Shared and Exclusive Locks

* Shared lock: 共享锁,官方描述:permits the transaction that holds the lock to read a row eg:select * from xx where a=1 lock in share mode * Exclusive Locks:排他锁: permits the transaction that holds the lock to update or delete a row eg: select * from xx where a=1 for update

  • Intention Locks

1. 这个锁是加在table上的,表示要对下一个层级(记录)进行加锁 2. Intention shared (IS):Transaction T intends to set S locks on individual rows in table t 3. Intention exclusive (IX): Transaction T intends to set X locks on those rows 4. 在数据库层看到的结果是这样的: TABLE LOCK table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock mode IX

  • Record Locks

1. 在数据库层看到的结果是这样的: RECORD LOCKS space id 281 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X locks rec but not gap 2. 该锁是加在索引上的(从上面的index PRIMARY of table `lc_3`.`a` 就能看出来) 3. 记录锁可以有两种类型:lock_mode X locks rec but not gap && lock_mode S locks rec but not gap

  • Gap Locks

1. 在数据库层看到的结果是这样的: RECORD LOCKS space id 281 page no 5 n bits 72 index idx_c of table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X locks gap before rec 2. Gap锁是用来防止insert的 3. Gap锁,中文名间隙锁,锁住的不是记录,而是范围,比如:(negative infinity, 10),(10, 11)区间,这里都是开区间哦

  • Next-Key Locks

1. 在数据库层看到的结果是这样的: RECORD LOCKS space id 281 page no 5 n bits 72 index idx_c of table `lc_3`.`a` trx id 133588125 lock_mode X 2. Next-Key Locks = Gap Locks Record Locks 的结合, 不仅仅锁住记录,还会锁住间隙,比如: (negative infinity, 10】,(10, 11】区间,这些右边都是闭区间哦

  • Insert Intention Locks

1. 在数据库层看到的结果是这样的: RECORD LOCKS space id 279 page no 3 n bits 72 index PRIMARY of table `lc_3`.`t1` trx id 133587907 lock_mode X insert intention waiting 2. Insert Intention Locks 可以理解为特殊的Gap锁的一种,用以提升并发写入的性能

  • AUTO-INC Locks

1. 在数据库层看到的结果是这样的: TABLE LOCK table xx trx id 7498948 lock mode AUTO-INC waiting 2. 属于表级别的锁 3. 自增锁的详细情况可以之前的一篇文章: http://keithlan.github.io/2017/03/03/auto_increment_lock/

  • 显示锁 vs 隐示锁

* 显示锁(explicit lock) 显示的加锁,在show engine innoDB status 中能够看到 ,会在内存中产生对象,占用内存 eg: select ... for update , select ... lock in share mode * 隐示锁(implicit lock) implicit lock 是在索引中对记录逻辑的加锁,但是实际上不产生锁对象,不占用内存空间 * 哪些语句会产生implicit lock 呢? eg: insert into xx values(xx) eg: update xx set t=t 1 where id = 1 ; 会对辅助索引加implicit lock * implicit lock 在什么情况下会转换成 explicit lock eg: 只有implicit lock 产生冲突的时候,会自动转换成explicit lock,这样做的好处就是降低锁的开销 eg: 比如:我插入了一条记录10,本身这个记录加上implicit lock,如果这时候有人再去更新这条10的记录,那么就会自动转换成explicit lock * 数据库怎么知道implicit lock的存在呢?如何实现锁的转化呢? 1. 对于聚集索引上面的记录,有db_trx_id,如果该事务id在活跃事务列表中,那么说明还没有提交,那么implicit则存在 2. 对于非聚集索引:由于上面没有事务id,那么可以通过上面的主键id,再通过主键id上面的事务id来判断,不过算法要非常复杂,这里不做介绍

  • metadata lock

1. 这是Server 层实现的锁,跟引擎层无关 2. 当你执行select的时候,如果这时候有ddl语句,那么ddl会被阻塞,因为select语句拥有metadata lock,防止元数据被改掉

  • 锁迁移

1. 锁迁移,又名锁继承 2. 什么是锁迁移呢? a) 满足的场景条件: b)我锁住的记录是一条已经被标记为删除的记录,但是还没有被puge c) 然后这条被标记为删除的记录,被purge掉了 d) 那么上面的锁自然而然就继承给了下一条记录,我们称之为锁迁移

  • 锁升级

锁升级指的是:一条全表更新的语句,那么数据库就会对所有记录进行加锁,那么可能造成锁开销非常大,可能升级为页锁,或者表锁。 MySQL 没有锁升级

  • 锁分裂

1. InnoDB的实现加锁,其实是在页上面做的,没有办法直接对记录加锁 2. 一个页被读取到内存,然后会产生锁对象,锁对象里面会有位图信息来表示哪些heapno被锁住,heapno表示的就是堆的序列号,可以认为就是定位到某一条记录 3. 大家又知道,由于B tree的存在,当insert的时候,会产生页的分裂动作 4. 如果页分裂了,那么原来对页上面的加锁位图信息也就变了,为了保持这种变化和锁信息,锁对象也会分裂,由于继续维护分裂后页的锁信息

  • 锁合并

锁的合并,和锁的分裂,其实原理是一样的,参考上面即可。 至于锁合并和锁分裂的算法,比较复杂,这里就不介绍了

  • latch vs lock

* latch mutex rw-lock 临界资源用完释放 不支持死锁检测 以上是应用程序中的锁,不是数据库的锁 * lock 当事务结束后,释放 支持死锁检测 数据库中的锁

锁的兼容矩阵

  • X vs S

兼容性

X

S

X

N

N

S

N

Y

  • IS,IX,S,X

兼容性

IS

IX

S

X

IS

Y

Y

Y

N

IX

Y

Y

N

N

S

Y

N

Y

N

X

N

N

N

N

  • AI,IS,IX,S,X

兼容性

AI

IS

IX

S

X

AI

N

Y

Y

N

N

IS

Y

Y

Y

Y

N

IX

Y

Y

Y

N

N

S

N

Y

N

Y

N

X

N

N

N

N

N

参考资料

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1. https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-locking.html 2. MySQL技术内幕:InnoDB 存储引擎 3. MySQL内核:InnoDB 存储引擎

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