简单了解 MySQL 中相关的锁

本文主要是带大家快速了解 InnoDB 中锁相关的知识

基础概念解析和RocketMQ详细的源码解析

http://xiazai.jb51.net/202105/yuanma/RocketMQ_jb51.rar

为什么需要加锁

首先，为什么要加锁？我想我不用多说了，想象接下来的场景你就能 GET 了。

你在商场的卫生间上厕所，此时你一定会做的操作是啥？锁门。如果不锁门，上厕所上着上着，啪一下门就被打开了，可能大概也许似乎貌似有那么一丁点的不太合适。

数据也是一样，在并发的场景下，如果不对数据加锁，会直接破坏数据的一致性，并且如果你的业务涉及到钱，那后果就更严重了。

锁门表情包

锁的分类

在 InnoDB 中，都有哪些锁？其实你应该已经知道了很多了，例如面试中会问你存储引擎 MyISAM 和 InnoDB 的区别，你会说 MyIASM 只有表锁，但是 InnoDB 同时支持行锁和表锁。你可能还会被问到乐观锁和悲观锁的区别是啥。

锁的概念、名词很多，如果你没有对锁构建出一个完整的世界观，那么你理解起来就会比较有阻碍，接下来我们把这些锁给分一下类。

按照锁的粒度

按照锁的粒度进行划分可以分为：

• 表锁
• 行锁

这里就不讨论页锁了，页锁是 BDB（BerkeleyDB） 存储引擎中才有的概念，我们这里主要讨论 InnoDB 存储引擎。

按照锁的思想

按照加锁的思想可以分为：

• 悲观锁
• 乐观锁

这里的悲观、乐观和你平时理解的名词是同一个意思。乐观锁认为大概率不会发生冲突，只在必要的时候加锁。而悲观锁认为大概率会冲突，所以无论是否必要加锁都会执行加锁操作。

按照兼容性

按照兼容性可以把锁划分为：

• 共享锁
• 排他锁

被加上共享锁的资源，能够和其他人进行共享，而如果被加上了排他锁，其他人在拿不到这把锁的情况下是无法进行任何操作的。

按照锁的实现

这里的实现就是 InnoDB 中具体的锁的种类了，分别有：

• 意向锁（Intention Locks）
• 记录锁（Record Locks）
• 间隙锁（Gap Locks）
• 临键锁（Next-Key Locks）
• 插入意向锁（Insert Intention Locks）
• 自增锁（AUTO-INC Locks）

即使按照这种分类来对锁进行了划分，看到了这么多的锁的名词可能仍然会有点懵。比如我SELECT ... FOR UPDATE 的时候到底加的是什么锁？

我们应该透过现象看本质，本质是什么？本质是锁到底加在了什么对象上，而这个很好回答：

• 加在了表上
• 加在了行上

而对于加在行上的锁，其本质又是什么？本质是将锁加在了索引上。

意向锁

在 InnoDB 中支持了不同粒度的锁，行锁和表锁。例如lock tables命令就会持有对应表的排他锁。为了使多种不同粒度的锁更实用，InnoDB 设计了意向锁。

意向锁是一种表级锁，它表明了接下来的事务中，会使用哪种类型的锁，它有以下两种类型：

• 共享意向锁（IS） 表明该事务会打算对表中的记录加共享锁
• 独占意向锁（IX） 则是加排他锁

例如，select ... for share就是加的共享意向锁，而SELECT .. FOR UPDATE则是加的独占意向锁。其规则如下：

• 一个事务如果想要获取某张表中某行的共享锁，它必须先获取该表的共享意向锁，或者独占意向锁。
• 同理，如果想获取排他锁，它必须先获取独占意向锁

下图是这几种锁的组合下相互互斥、兼容的情况

对照上面的表，在相互兼容的情况下，对应的事务就能获取锁，但是如果不兼容则无法获取锁，直到不兼容的锁释放之后才能获取。

看到这里你可能就会有问题了，那既然意向锁除了 LOCK TBALES 之外什么都不阻塞。那我要它何用？

还是通过例子，假设事务 A 获取了 student 表中 id = 100 这行的共享锁，之后事务 B 需要申请 student 表的排他锁。而这两把锁明显是冲突的，而且还是对于同一行。

那 InnoDB 需要如何感知 A 获取了这把锁？遍历整个 B+ 树吗？不，答案就是意向锁。事务 B 申请写表的排他锁时，InnoDB 会发现事务 A 已经获取了该表的意向共享锁，说明 student 表中已经有记录被共享锁锁住了。此时就会阻塞住。

并且，意向锁除了像LOCK TABLES这种操作之外，不会阻塞其他任何操作。换句话说，意向锁只会和表级别的锁之间发生冲突，而不会和行级锁发生冲突。因为意向锁的主要目的是为了表明有人即将、或者正在锁定某一行。

就像你去图书馆找书，你并不需要每个书架挨着挨着找，直接去服务台用电脑一搜，就知道图书馆有没有这本书。

记录锁

这就是记录锁，是行锁的一种。记录锁的锁定对象是对应那行数据所对应的索引。对索引不太清楚的可以看看这篇文章。

当我们执行SELECT * FROM student WHERE id = 1 FOR UPDATE语句时，就会对值为1的索引加上记录锁。至于要是一张表里没有索引该怎么办？这个问题在上面提到的文章中也解释过了，当一张表没有定义主键时，InnoDB 会创建一个隐藏的RowID，并以此 RowID 来创建聚簇索引。后续的记录锁也会加到这个隐藏的聚簇索引上。

当我们开启一个事务去更新 id = 1 这行数据时，如果我们不马上提交事务，然后再启一个事务去更新 id = 1 的行，此时使用 show engine innodb status查看，我们可以看到lock_mode X locks rec but not gap waiting的字样。

X是排他锁的意思，从这可以看出来，记录锁其实也可以分为共享锁、排他锁模式。当我们使用FOR UPDATE是排他，而使用LOCK IN SHARE MODE 则是共享。

而在上面字样中出现的 gap 就是另一种行锁的实现间隙锁。

间隙锁

对于间隙锁（Gap Locks）而言，其锁定的对象也是索引。为了更好的了解间隙锁，我们举个例子。

SELECT name FROM student WHERE age BETWEEN 18 AND 25 FOR UPDATE