1.數(shù)據(jù)庫鎖的分類
本圖源自CSDN博主：Stephen.W
數(shù)據(jù)庫鎖一般可以分為兩類，一個是悲觀鎖，一個是樂觀鎖
樂觀鎖一般是指用戶自己實現(xiàn)的一種鎖機制，假設(shè)認(rèn)為數(shù)據(jù)一般情況下不會造成沖突，所以在數(shù)據(jù)進行提交更新的時候，才會正式對數(shù)據(jù)的沖突與否進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)沖突了，則讓返回用戶錯誤的信息，讓用戶決定如何去做。樂觀鎖的實現(xiàn)方式一般包括使用版本號和時間戳 （也就是在數(shù)據(jù)庫中添加了版本號和時間戳字段，以便檢測）
悲觀鎖一般就是我們通常說的數(shù)據(jù)庫鎖機制，以下討論都是基于悲觀鎖
悲觀鎖主要表鎖、行鎖、頁鎖。在MyISAM中只用到表鎖，不會有死鎖的問題，鎖的開銷也很小，但是相應(yīng)的并發(fā)能力很差。innodb實現(xiàn)了行級鎖和表鎖，鎖的粒度變小了，并發(fā)能力變強，但是相應(yīng)的鎖的開銷變大，很有可能出現(xiàn)死鎖。同時innodb需要協(xié)調(diào)這兩種鎖，算法也變得復(fù)雜。InnoDB行鎖是通過給索引上的索引項加鎖來實現(xiàn)的，只有通過索引條件檢索數(shù)據(jù)，InnoDB才使用行級鎖，否則，InnoDB將使用表鎖
表鎖和行鎖都分為共享鎖和排他鎖，而更新鎖是為了解決行鎖升級（共享鎖升級為獨占鎖）的死鎖問題
innodb中表鎖和行鎖一起用，所以為了提高效率才會有意向鎖 （意向共享鎖和意向排他鎖）
2.行鎖
共享鎖（讀鎖S鎖）
共享鎖允許其他事務(wù)讀，但是不允許寫??
加鎖與解鎖： 當(dāng)一個事務(wù)執(zhí)行select語句時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會為這個事務(wù)分配一把共享鎖，來鎖定被查詢的數(shù)據(jù)。在默認(rèn)情況下，數(shù)據(jù)被讀取后，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)立即解除共享鎖。例如，當(dāng)一個事務(wù)執(zhí)行查詢“SELECT * FROM accounts”語句時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)首先鎖定第一行，讀取之后，解除對第一行的鎖定，然后鎖定第二行。這樣，在一個事務(wù)讀操作過程中，允許其他事務(wù)同時更新accounts表中未鎖定的行。
兼容性： 如果數(shù)據(jù)資源上放置了共享鎖，還能再放置共享鎖和更新鎖
并發(fā)性能： 具有良好的并發(fā)性能，當(dāng)數(shù)據(jù)被放置共享鎖后，還可以再放置共享鎖或更新鎖。所以并發(fā)性能很好。
排他鎖（寫鎖X鎖）
排他鎖不允許其他事務(wù)讀和寫??
加鎖與解鎖： 當(dāng)一個事務(wù)執(zhí)行insert、update或delete語句時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會自動對SQL語句操縱的數(shù)據(jù)資源使用獨占鎖（即排他鎖）
兼容性： 獨占鎖不能和其他鎖兼容，如果數(shù)據(jù)資源上已經(jīng)加了獨占鎖，就不能再放置其他的鎖了。同樣，如果數(shù)據(jù)資源上已經(jīng)放置了其他鎖，那么也就不能再放置獨占鎖了
并發(fā)性能： 最差。只允許一個事務(wù)訪問鎖定的數(shù)據(jù)，如果其他事務(wù)也需要訪問該數(shù)據(jù)，就必須等待
更新鎖
更新鎖在的初始化階段用來鎖定可能要被修改的資源，這可以避免使用共享鎖造成的死鎖現(xiàn)象。例如，對于以下的update語句：
UPDATE accounts SET balance=900 WHERE id=1
更新操作需要分兩步：讀取accounts表中id為1的記錄 –> 執(zhí)行更新操作
那么什么情況下會造成死鎖現(xiàn)象呢：
如果在第一步使用共享鎖，再第二步把鎖升級為獨占鎖，就可能出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。例如：兩個事務(wù)都獲取了同一數(shù)據(jù)資源的共享鎖，然后都要把鎖升級為獨占鎖，但需要等待另一個事務(wù)解除共享鎖才能升級為獨占鎖，這就造成了死鎖??
更新鎖有如下特征：
加鎖與解鎖： 當(dāng)一個事務(wù)執(zhí)行update語句時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會先為事務(wù)分配一把更新鎖。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)完畢，執(zhí)行更新操作時，會把更新鎖升級為獨占鎖
兼容性： 更新鎖與共享鎖是兼容的，也就是說，一個資源可以同時放置更新鎖和共享鎖，但是最多放置一把更新鎖。這樣，當(dāng)多個事務(wù)更新相同的數(shù)據(jù)時，只有一個事務(wù)能獲得更新鎖，然后再把更新鎖升級為獨占鎖，其他事務(wù)必須等到前一個事務(wù)結(jié)束后，才能獲取得更新鎖，這就避免了死鎖
并發(fā)性能： 允許多個事務(wù)同時讀鎖定的資源，但不允許其他事務(wù)修改它
3.意向鎖（IX/IS鎖）
innodb中表鎖和行鎖一起用，所以為了提高效率才會有意向鎖（意向共享鎖和意向排他鎖）
- 在mysql中有表鎖，讀鎖鎖表，會阻塞其他事務(wù)寫表數(shù)據(jù)。寫鎖鎖表，會阻塞其他事務(wù)讀和寫表數(shù)據(jù)
- Innodb引擎又支持行鎖，行鎖分為共享鎖，一個事務(wù)對一行的共享只讀鎖。排它鎖，一個事務(wù)對一行的排他讀寫鎖
- 這兩中類型的鎖共存的問題考慮這個例子：事務(wù)A鎖住了表中的一行，讓這一行只能讀，不能寫。之后，事務(wù)B申請整個表的寫鎖。如果事務(wù)B申請成功，那么理論上它就能修改表中的任意一行，這與A持有的行鎖是沖突的。數(shù)據(jù)庫需要避免這種沖突，就是說要讓B的申請被阻塞，直到A釋放了行鎖
數(shù)據(jù)庫要怎么判斷這個沖突呢？
- 判斷表是否已被其他事務(wù)用表鎖鎖表
- 判斷表中的每一行是否已被行鎖鎖住
判斷表中的每一行是否已被行鎖鎖住。這樣的判斷方法效率實在不高，因為需要遍歷整個表。于是就有了意向鎖。在意向鎖存在的情況下，事務(wù)A必須先申請表的意向共享鎖，成功后再申請一行的行鎖??
在意向鎖存在的情況下，上面的判斷可以改成
- 判斷表是否已被其他事務(wù)用表鎖鎖表
- 發(fā)現(xiàn)表上有意向共享鎖，說明表中有些行被共享行鎖鎖住了，因此，事務(wù)B申請表的寫鎖會被阻塞
申請意向鎖的動作是數(shù)據(jù)庫完成的，就是說，事務(wù)A申請一行的行鎖的時候，數(shù)據(jù)庫會自動先開始申請表的意向鎖，不需要我們程序員使用代碼來申請??
4.鎖機制解釋數(shù)據(jù)庫隔離級別
每一種隔離級別滿足不同的數(shù)據(jù)要求，使用不同程度的鎖。
- Read Uncommitted，讀寫均不使用鎖，數(shù)據(jù)的一致性最差，也會出現(xiàn)許多邏輯錯誤。
- Read Committed，使用寫鎖，但是讀會出現(xiàn)不一致，不可重復(fù)讀。
- Repeatable Read, 使用讀鎖和寫鎖，解決不可重復(fù)讀的問題，但會有幻讀。
- Serializable, 使用事務(wù)串形化調(diào)度，避免出現(xiàn)因為插入數(shù)據(jù)沒法加鎖導(dǎo)致的不一致的情況。
讀未提交，造成臟讀(Read Uncommitted)
一個事務(wù)中的讀操作可能讀到另一個事務(wù)中未提交修改的數(shù)據(jù)，如果事務(wù)發(fā)生回滾就可能造成錯誤。
例子：A打100塊給B，B看賬戶，這是兩個操作，針對同一個數(shù)據(jù)庫，兩個事物，如果B讀到了A事務(wù)中的100塊，認(rèn)為錢打過來了，但是A的事務(wù)最后回滾了，造成損失。
避免這些事情的發(fā)生就需要我們在寫操作的時候加鎖，使讀寫分離，保證讀數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)不被修改，寫數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)不被讀取。從而保證寫的同時不能被另個事務(wù)寫和讀。
讀已提交(Read Committed)
我們加了寫鎖，就可以保證不出現(xiàn)臟讀，也就是保證讀的都是提交之后的數(shù)據(jù)，但是會造成不可重讀，即讀的時候不加鎖，一個讀的事務(wù)過程中，如果讀取數(shù)據(jù)兩次，在兩次之間有寫事務(wù)修改了數(shù)據(jù)，將會導(dǎo)致兩次讀取的結(jié)果不一致，從而導(dǎo)致邏輯錯誤。
可重復(fù)讀(Repeatable Read）
解決不可重復(fù)讀問題，一個事務(wù)中如果有多次讀取操作，讀取結(jié)果需要一致（指的是固定一條數(shù)據(jù)的一致，幻讀指的是查詢出的數(shù)量不一致，即不可重復(fù)讀對應(yīng)的是update語句，但是解決不掉insert語句導(dǎo)致的幻讀問題?。?/p>
所以讀鎖在事務(wù)中持有可以保證不出現(xiàn)不可重復(fù)讀，寫的時候必須加鎖且持有，這是必須的了，不然就會出現(xiàn)臟讀。Repeatable Read（可重讀）也是MySql的默認(rèn)事務(wù)隔離級別
串行化（Serializable）
解決幻讀問題，在同一個事務(wù)中，同一個查詢多次返回的結(jié)果不一致。事務(wù)A新增了一條記錄，事務(wù)B在事務(wù)A提交前后各執(zhí)行了一次查詢操作，發(fā)現(xiàn)后一次比前一次多了一條記錄。幻讀是由于并發(fā)事務(wù)增加記錄導(dǎo)致的，這個不能像不可重復(fù)讀通過記錄加鎖解決，因為對于新增的記錄根本無法加鎖。需要將事務(wù)串行化，才能避免幻讀。
這是最高的隔離級別，它通過強制事務(wù)排序，使之不可能相互沖突，從而解決幻讀問題。簡言之，它是在每個讀的數(shù)據(jù)行上加上共享鎖。在這個級別，可能導(dǎo)致大量的超時現(xiàn)象和鎖競爭
5.元數(shù)據(jù)鎖（MDL鎖）
MySQL5.5引入了meta data lock，簡稱MDL鎖，屬于表鎖范疇。MDL的作用是，保證讀寫的正確性。比如，如果一個查詢正在遍歷一個表中的數(shù)據(jù)，而執(zhí)行期間另一個線程對這個表結(jié)構(gòu)做變更，增加了一列，那么查詢線程拿到的結(jié)果跟表結(jié)構(gòu)對不上，肯定是不行的。
因此，當(dāng)對一個表做增刪改查操作的時候，加MDL讀鎖；當(dāng)要對表做結(jié)構(gòu)變更操作的時候，加MDL寫鎖
例子：開啟一個事務(wù)，進行查詢表操作，暫不提交事務(wù)：（默認(rèn)加了一個MDL讀鎖）
之后在新事務(wù)中嘗試修改表結(jié)構(gòu)，進入阻塞狀態(tài)：（無法再添加DML寫鎖，存在互斥！）
6.間隙鎖
行鎖只能鎖住行，不能完全解決幻讀問題，新插入記錄這個動作，要更新的是記錄之間的“間隙”。因此，為了解決幻讀問題，InnoDB只好引入新的鎖，也就是間隙鎖
RR隔離級別下為了解決“幻讀”問題：“快照讀”依靠MVCC控制，“當(dāng)前讀”通過間隙鎖解決??
接下來我們用一個案例來解釋一下間隙鎖：
圖中id值為8的記錄加了gap鎖，意味著不允許別的事務(wù)在id值為8的記錄前邊的間隙插入新記錄，其實就是id列的值(3,8)這個區(qū)間的新記錄是不允許立即插入的。比如，有另外一個事務(wù)再想插入一條id值為4的新記錄，它定位到該條新記錄的下一條記錄的id值為8，而這條記錄上又有一個gap鎖，所以就會阻塞插入操作，直到擁有這個gap鎖的事務(wù)提交了之后，id列的值在區(qū)間(3,8)中的新記錄才可以被插入。
gap鎖的提出僅僅是為了防止插入幻影記錄而提出的。雖然有共享gap鎖和獨占gap鎖這樣的說法，但是它們起到的作用是相同的。而且如果對一條記錄加了gap鎖（不論是共享gap鎖還是獨占gap鎖），并不會限制其他事務(wù)對這條記錄加記錄鎖或者繼續(xù)加gap鎖。
間隙鎖與間隙鎖之間是不存在沖突的（可以共存），沖突的是往間隙里插入一條記錄?。ú辉S插入）??
7.臨鍵鎖
有時候我們既想鎖住某條記錄，又想阻止其他事務(wù)在該記錄前邊的間隙插入新記錄，所以InnoDB就提出了一種稱之為 Next-Key Locks 的鎖，官方的類型名稱為：LOCK_ORDINARY，我們也可以簡稱為next-key鎖。Next-Key Locks是在存儲引擎innodb、事務(wù)級別在可重復(fù)讀的情況下使用的數(shù)據(jù)庫鎖，innodb默認(rèn)的鎖就是Next-Key locks。比如，我們把id值為8的那條記錄加一個next-key鎖的示意圖如下：
next-key鎖的本質(zhì)就是一個記錄鎖和一個gap鎖的合體，它既能保護該條記錄，又能阻止別的事務(wù)將新記錄插入被保護記錄前邊的間隙??
8.插入意向鎖
我們說一個事務(wù)在插入一條記錄時需要判斷一下插入位置是不是被別的事務(wù)加了gap鎖（next-key鎖也包含gap鎖)，如果有的話，插入操作需要等待，直到擁有g(shù)ap鎖的那個事務(wù)提交。但是InnoDB規(guī)定事務(wù)在等待的時候也需要在內(nèi)存中生成一個鎖結(jié)構(gòu)，表明有事務(wù)想在某個間隙中插入新記錄，但是現(xiàn)在在等待。InnoDB就把這種類型的鎖命名為Insert Intention Locks,官方的類型名稱為：LOCK_INSERT_INTENTION，我們稱為插入意向鎖。插入意向鎖是一種Gap鎖，不是意向鎖，在insert操作時產(chǎn)生。
插入意向鎖是在插入一條記錄行前，由INSERT操作產(chǎn)生的一種間隙鎖。該鎖用以表示插入意向，當(dāng)多個事務(wù)在同一區(qū)間(gap)插入位置不同的多條數(shù)據(jù)時，事務(wù)之間不需要互相等待。假設(shè)存在兩條值分別為4和7的記錄，兩個不同的事務(wù)分別試圖插入值為5和6的兩條記錄，每個事務(wù)在獲取插入行上獨占的（排他）鎖前，都會獲取(4,7)之間的間隙鎖，但是因為數(shù)據(jù)行之間并不沖突，所以兩個事務(wù)之間并不會產(chǎn)生沖突（阻塞等待）?？偨Y(jié)來說，插入意向鎖的特性可以分成兩部分：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-449500.html
- 插入意向鎖是一種特殊的間隙鎖 - 間隙鎖可以鎖定開區(qū)間內(nèi)的部分記錄。
- 插入意向鎖之間互不排斥，所以即使多個事務(wù)在同一區(qū)間插入多條記錄，只要記錄本身（主鍵、唯一索引)不沖突，那么事務(wù)之間就不會出現(xiàn)沖突等待。
本教程部分基于CSDN博主：Stephen.W
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-449500.html
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