[精选]详细介绍MySQL中常见的锁

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· 2021-07-04

一、死锁示例

考虑下面一个MySQL死锁的示例：

有如下一张表：

CREATE TABLE `test` (`id` int(20) NOT NULL,`name` varchar(20) DEFAULT NULL,  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

表中有如下数据：

mysql> SELECT * FROM test;+----+------+| id | name |+----+------+|  1 | 1    ||  5 | 5    || 10 | 10   || 15 | 15   || 20 | 20   || 25 | 25   |+----+------+6 rows in set (0.00 sec)

当数据库的隔离级别为Repeatable Read或Serializable时,我们来看这样的两个并发事务（场景一）：

上面两个并发事务一定会发生死锁（这里之所以限定RR和Serializable两个隔离级别，是因为只有这两个级别下才会有间隙锁/临键锁，而这是导致死锁的根本原因，后面会详细分析）。

我们再来看另外一个并发场景（场景二）：

在这个并发场景下，两个事务均能成功提交，而不会有死锁。

在上面的示例中，我们发现，select ... for update虽然可以用于解决数据库的并发操作，但在实际项目中却不建议使用，原因是当查询条件对应的记录不存在时，很容易造成死锁。而造成死锁的原因和MySQL的锁机制有关。本文将详细介绍常见的七种锁机制，了解了这些锁机制之后就能理解造成场景一死锁的根本原因以及场景一和场景二差异的原因。

二、MySQL的七种锁

行锁（Record Locks）
间隙锁（Gap Locks）
临键锁（Next-key Locks）
共享锁/排他锁（Shared and Exclusive Locks）
意向共享锁/意向排他锁（Intention Shared and Exclusive Locks）
插入意向锁（Insert Intention Locks）
自增锁（Auto-inc Locks）

实际上，MySQL官网中还提到了一种预测锁，这种锁主要用于存储了空间数据的空间索引，本文暂不讨论。

1、行锁

这MySQL的官方文档中有以下描述：

A record lock is a lock on an index record. Record locks always lock index records, even if a table is defined with no indexes. For such cases, InnoDB creates a hidden clustered index and uses this index for record locking.

这句话说明行锁一定是作用在索引上的。

2、间隙锁

在MySQL的官方文档中有以下描述：

A gap lock is a lock on a gap between index records, or a lock on the gap before the first or after the last index record。

这句话表明间隙锁一定是开区间，比如（3，5）或者。在MySQL官网上还有一段非常关键的描述：

Gap locks in InnoDB are “purely inhibitive”, which means that their only purpose is to prevent other transactions from inserting to the gap. Gap locks can co-exist. A gap lock taken by one transaction does not prevent another transaction from taking a gap lock on the same gap. There is no difference between shared and exclusive gap locks. They do not conflict with each other, and they perform the same function.

这段话表明间隙锁在本质上是不区分共享间隙锁或互斥间隙锁的，而且间隙锁是不互斥的，即两个事务可以同时持有包含共同间隙的间隙锁。这里的共同间隙包括两种场景：其一是两个间隙锁的间隙区间完全一样；其二是一个间隙锁包含的间隙区间是另一个间隙锁包含间隙区间的子集。间隙锁本质上是用于阻止其他事务在该间隙内插入新记录，而自身事务是允许在该间隙内插入数据的。也就是说间隙锁的应用场景包括并发读取、并发更新、并发删除和并发插入。

在MySQL官网上关于间隙锁还有一段重要描述：

Gap locking can be disabled explicitly. This occurs if you change the transaction isolation level to READ COMMITTED. Under these circumstances, gap locking is disabled for searches and index scans and is used only for foreign-key constraint checking and duplicate-key checking.

这段话表明，在RU和RC两种隔离级别下，即使你使用select ... in share mode或select ... for update，也无法防止幻读（读后写的场景）。因为这两种隔离级别下只会有行锁，而不会有间隙锁。这也是为什么示例中要规定隔离级别为RR的原因。

3、临键锁

在MySQL的官方文档中有以下描述：

A next-key lock is a combination of a record lock on the index record and a gap lock on the gap before the index record.

这句话表明临键锁是行锁+间隙锁，即临键锁是是一个左开右闭的区间，比如（3，5]。

在MySQL的官方文档中还有以下重要描述：

By default, InnoDB operates in REPEATABLE READ transaction isolation level. In this case, InnoDB uses next-key locks for searches and index scans, which prevents phantom rows.

个人觉得这段话描述得不够好，很容易引起误解。这里更正如下：InnoDB的默认事务隔离级别是RR，在这种级别下，如果你使用select ... in share mode或者select ... for update语句，那么InnoDB会使用临键锁，因而可以防止幻读；但即使你的隔离级别是RR，如果你这是使用普通的select语句，那么InnoDB将是快照读，不会使用任何锁，因而还是无法防止幻读。

4、共享锁/排他锁

在MySQL的官方文档中有以下描述：

InnoDB implements standard row-level locking where there are two types of locks, shared (S) locks and exclusive (X) locks。

A shared (S) lock permits the transaction that holds the lock to read a row.

An exclusive (X) lock permits the transaction that holds the lock to update or delete a row.

这段话明确说名了共享锁/排他锁都只是行锁，与间隙锁无关，这一点很重要，后面还会强调这一点。其中共享锁是一个事务并发读取某一行记录所需要持有的锁，比如select ... in share mode；排他锁是一个事务并发更新或删除某一行记录所需要持有的锁，比如select ... for update。

不过这里需要重点说明的是，尽管共享锁/排他锁是行锁，与间隙锁无关，但一个事务在请求共享锁/排他锁时，获取到的结果却可能是行锁，也可能是间隙锁，也可能是临键锁，这取决于数据库的隔离级别以及查询的数据是否存在。关于这一点，后面分析场景一和场景二的时候还会提到。

5、意向共享锁/意向排他锁

在MySQL的官方文档中有以下描述：

Intention locks are table-level locks that indicate which type of lock (shared or exclusive) a transaction requires later for a row in a table。

The intention locking protocol is as follows:

Before a transaction can acquire a shared lock on a row in a table, it must first acquire an IS lock or stronger on the table.
Before a transaction can acquire an exclusive lock on a row in a table, it must first acquire an IX lock on the table.

这段话说明意向共享锁/意向排他锁属于表锁，且取得意向共享锁/意向排他锁是取得共享锁/排他锁的前置条件。

共享锁/排他锁与意向共享锁/意向排他锁的兼容性关系：

这里需要重点关注的是IX锁和IX锁是相互兼容的，这是导致上面场景一发生死锁的前置条件，后面会对死锁原因进行详细分析。

6、插入意向锁(IIX)

在MySQL的官方文档中有以下重要描述：

An insert intention lock is a type of gap lock set by INSERT operations prior to row insertion. This lock signals the intent to insert in such a way that multiple transactions inserting into the same index gap need not wait for each other if they are not inserting at the same position within the gap. Suppose that there are index records with values of 4 and 7. Separate transactions that attempt to insert values of 5 and 6, respectively, each lock the gap between 4 and 7 with insert intention locks prior to obtaining the exclusive lock on the inserted row, but do not block each other because the rows are nonconflicting.

这段话表明尽管插入意向锁是一种特殊的间隙锁，但不同于间隙锁的是，该锁只用于并发插入操作。如果说间隙锁锁住的是一个区间，那么插入意向锁锁住的就是一个点。因而从这个角度来说，插入意向锁确实是一种特殊的间隙锁。与间隙锁的另一个非常重要的差别是：尽管插入意向锁也属于间隙锁，但两个事务却不能在同一时间内一个拥有间隙锁，另一个拥有该间隙区间内的插入意向锁（当然，插入意向锁如果不在间隙锁区间内则是可以的）。这里我们再回顾一下共享锁和排他锁：共享锁用于读取操作，而排他锁是用于更新或删除操作。也就是说插入意向锁、共享锁和排他锁涵盖了常用的增删改查四个动作。

7、示例分析

到此为止，我们介绍了MySQL常用的七种锁的前六种，理解了这六种锁之后，才能很好地分析和理解开头给出的两个场景。我们先来分析场景一：

在场景一中，因为IX锁是表锁且IX锁之间是兼容的，因而事务一和事务二都能同时获取到IX锁和间隙锁。另外，需要说明的是，因为我们的隔离级别是RR，且在请求X锁的时候，查询的对应记录都不存在，因而返回的都是间隙锁。接着事务一请求插入意向锁，这时发现事务二已经获取了一个区间间隙锁，而且事务一请求的插入点在事务二的间隙锁区间内，因而只能等待事务二释放间隙锁。这个时候事务二也请求插入意向锁，该插入点同样位于事务一已经获取的间隙锁的区间内，因而也不能获取成功，不过这个时候，MySQL已经检查到了死锁，于是事务二被回滚，事务一提交成功。

分析并理解了场景一，那场景二理解起来就会简单多了：