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MySQL数据库锁:共享锁和独占锁

你好,我是猿java。

InnoDB存储引擎中,行级别锁有两种类型:共享锁(S锁)排他锁(X锁),理解这 2种锁的工作机制及其交互关系对于掌握MySQL的并发控制和锁机制非常重要,因此,今天就来一起聊聊MySQL共享锁排他锁

申明:本文基于 MySQL 8.0.30 版本,InnoDB引擎

共享锁 {#共享锁}

什么是共享锁? {#什么是共享锁?}

共享锁(shared lock,S锁),也叫读锁。它是指当对象被锁定时,允许多个事务同时读取该资源,也允许其它事务从该对象上再次获取共享锁,但不能对该对象进行写操作。

加锁方式 {#加锁方式}

共享锁一般通过下面 2种方式进行加锁:

|-------------------|--------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 | # 方式1 select ... lock in share mode; # 方式2 select ... for share; |

如果事务T1 持有某对象的共享(S)锁,则事务T2 需要再次获取该对象的锁时,会出现下面两种情况:

  • 如果T2 获取该对象的共享(S)锁,则可以立即获取锁;
  • 如果T2 获取该对象的排他(X)锁,则无法获取锁;

举例说明 {#举例说明}

为了更好地理解上述两种情况,这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证:

InnoDB存储引擎 {#InnoDB存储引擎}

创建一张用户user表,表结构如下:

|---------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | CREATE TABLE `user` ( `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) DEFAULT NULL, `age` int DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci |

给行加共享锁 {#给行加共享锁}

这里给user表中id=3行加共享锁为例,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | 线程C sessionC | |---------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | | #给id=3的行加共享锁 select * from user where id = 3 lock in share mode; | | | | | #获取id=3行的共享锁成功 #select操作执行成功 select * from user where id=3; | #获取id=3行的共享锁成功 #select操作执行成功 select * from user where id=3; | | | #获取id=3行的排它锁失败 #delete操作被堵塞 delete from user where id = 3; | #获取id=4行的排它锁成功 #delete操作执行成功 delete from user where id = 4; | | #提交事务 #id=3的行上共享锁被释放 commit; | | | | | #获取id=3行的排它锁成功 #被堵塞的delete操作执行成功 delete from user where id = 3; | |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)对userid=3这行添加共享锁后,事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁,也就是select操作能成功执行,但是事务B(SessionB)获取userid=3的写锁失败,即delete where id=3操作被阻塞,而事务C(sessionC)获取userid=4的写锁成功,即delete where id=4操作成功;

给表加共享锁 {#给表加共享锁}

这里通过lock in share mode方式给user整张表添加共享锁,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | |---------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | #对user整张表加共享锁 select * from user lock in share mode; | | | | #成功获取user表的共享锁,select操作成功执行 select * from user; | | | #获取user表的排他锁失败,操作被堵塞 delete from user where id = 1; | | #提交事务 #user表的共享锁被释放 commit; | | | | #获取user表上排他锁成功,delete操作执行成功 delete from user where id = 1; |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)对user整张表添加共享锁后,事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁,也就是select操作能成功执行,但是事务B(SessionB)获取user表的写锁失败,即delete操作被阻塞。

所以,尽管共享锁(S锁)InnoDB存储引擎的行级别锁,但是一旦它作用到整张表时,其实是对表中所有的行加共享锁

MyISAM引擎 {#MyISAM引擎}

创建一张用户person表,表结构如下:

|---------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | CREATE TABLE `person` ( `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(25) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `index_name` (`name`) USING BTREE ) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ |

给行加共享锁 {#给行加共享锁-1}

这里给person表的id=3行加共享锁为例,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | |-----------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | #给id=3的行加共享锁 select * from person where id = 3 lock in share mode; | | | | #获取id=3行的共享锁成功 #select操作成功 select * from person where id=3; | | | #获取id=3行的排它锁成功 #update操作成功 update person set name='name3xx' user where id = 3; | | | select * from person where id=3; | | #提交事务 #id=3行上共享锁被释放 commit; | |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)对personid=3这行添加共享锁后,事务B(sessionB)既能获取person表的共享锁,也能获取personid=3的写锁,即selectupdate where id=3都操作成功;

因此,在MyISAM引擎中其实不存在共享锁。

总结 {#总结}

通过上述示例及其运行结果可以看出:

  • 共享锁是InnoDB存储引擎的行级锁,在MyISAM存储引擎中不存在;
  • 共享锁是尽管是行级别锁,但是当锁加在整个表时(表中所有的行,一种特殊的行),排他锁也会在表级别生效;

排它锁 {#排它锁}

什么是排他锁? {#什么是排他锁?}

排它锁(exclusive lock,X锁),也叫写锁或者独占锁,主要是防止其它事务和当前加锁事务锁定同一对象,同一对象主要有两层含义:

  • 当排他锁加在上,则其它事务无法对该表进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作;
  • 当排他锁加在上,则其它事务无法对该行进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作;

加锁方式 {#加锁方式-1}

排他锁加锁的方式一般有 2种:显式加锁和隐式加锁,如下:

|-----------------|--------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 | -- 显式加锁 select ... for update; -- 隐式加锁,是 MySQL内部自动加锁 |

为了更好的说明排他锁,这里以下面的执行顺序流来进行验证,用户user表的结构还是和上面的一样:

举例说明 {#举例说明-1}

为了更好地理解上述两种情况,这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证:

InnoDB存储引擎 {#InnoDB存储引擎-1}

给行加排他锁 {#给行加排他锁}

这里通过for update显式给user表中id=6行加排他锁为例,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | 线程C sessionC | |-------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | | #给id=6的行加排他锁 select * from user where id = 6 for update; | | | | | #获取id=6的共享锁成功 select * from user where id=6; | #获取id=6的共享锁成功 select * from user where id=6; | | | #获取id=6的排它锁失败 delete from user where id = 6; | #获取id=7的排它锁成功 delete from user where id = 7; | | #提交事务 #user表id=6的行上排他锁被释放 commit; | | | | | #获取id=6的排它锁成功 #被堵塞的delete操作执行成功 delete from user where id = 6; | |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)对userid=6这行添加共享锁后,事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁,也就是select操作能成功执行,但是事务B(SessionB)获取userid=6的写锁失败,即delete where id=6操作被阻塞,而事务C(sessionC)获取userid=7的写锁成功,即delete where id=7操作成功;

给表加排他锁 {#给表加排他锁}

这里通过for update显式方式给user整张表添加排他锁,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | |-------------------------------------------------|---------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | #对user整张表加排他锁 select * from user for update; | | | | #获取user表上的共享锁成功,select执行成功 select * from user; | | | #获取user表上的排他锁失败,操作被堵塞 delete from user where id=3; | | #提交事务 #user表上的排他被释放 commit; | | | | #获取user表上的排他锁成功,操作执行成功 delete from user where id = 3; |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)对user整张表加排他锁后,事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁,也就是select操作能成功执行,但是事务B(SessionB)获取user表的排他锁失败,即delete操作被阻塞;

所以,尽管排他锁(X锁)InnoDB存储引擎的行级别锁,但是一旦它作用到整张表时,其实是对表中所有的行加排他锁

MySQL 隐式加排他锁 {#MySQL-隐式加排他锁}

这里通过MySQL隐式给userid=6行添加排他锁,执行顺序流如下表

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | |------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | #MySQL隐式给id=6行加排他锁 update user set name = 'name6' where id =6; | | | | #获取id=6的共享锁失败,select执行被阻塞 select * from user where id = 6 lock in share mode; | | #提交事务 #id=6的排他被释放 commit; | | | | #获取id=6表上的共享锁成功,select执行成功; |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)执行update where id=6时,MySQL会隐式加排他锁,事务B(sessionB)在lock in share mode模式下获取userid=6的共享锁失败,也就是select操作能成功被阻塞;

MyISAM引擎 {#MyISAM引擎-1}

MySQL 隐式加排他锁 {#MySQL-隐式加排他锁-1}

这里通过MySQL隐式给personid=4行添加排他锁,执行顺序流如下表:

| 加锁线程 sessionA | 线程B sessionB | |----------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------| | #开启事务 begin; | | | #MySQL不会隐式给id=4行加排他锁 update person set name = 'name4' where id =4; | | | | #获取id=4的共享锁成功,select执行成功 select * from user where id=4 lock in share mode; | | | #获取id=4表上的共享锁成功,select执行成功; | | #提交事务 id=4的排他被释放 commit; | |

示例执行结果图如下:
img.png

通过上述的示例执行结果可以看出:当事务A(sessionA)执行update where id=6时,MySQL不会隐式加排他锁,事务B(sessionB)既能获取id=4的共享锁busuanzi_count,也能获取id=4的排他锁;

因此,在MyISAM引擎中其实不存在排他锁。

总结 {#总结-1}

通过上述 3个示例及其运行结果可以看出:排他锁有表级别共享锁行级别共享锁自动锁机制 3种
表级别共享锁:锁定整个表,排他锁也会在表级别生效;
行级别共享锁:锁定特定行,排他锁也会在行级别生效;
自动锁机制:根据操作是表级别还行级别自动加对应的锁;

共享锁和排他锁的兼容性矩阵 {#共享锁和排他锁的兼容性矩阵}

为了更好地理解共享锁和排他锁的互斥关系,可以参考以下兼容性矩阵:

| | 无锁 | 共享锁 | 排他锁 | |-----|----|-----|-----| | 无锁 | 允许 | 允许 | 允许 | | 共享锁 | 允许 | 允许 | 阻塞 | | 排他锁 | 允许 | 阻塞 | 阻塞 |

从上述矩阵可以看出:

  • 无锁状态下可以获取任何类型的锁
  • 共享锁状态下可以继续获取共享锁,但不能获取排他锁
  • 排他锁状态下不能获取任何其他锁

总结 {#总结-2}

  • 共享锁(S锁)排他锁(X锁)InnoDB存储引擎中的 2种行级别锁,MyISAM存储引擎不存在。
  • 尽管共享锁(S 锁)排他锁(X 锁)是行级锁,但是当他们加到表级别时,对表所有行都生效,这样看上去等同表级锁
  • 共享锁(S 锁)允许多个事务同时读取数据,但不允许修改数据。多个事务可以同时持有共享锁
  • 排他锁(X 锁)允许一个事务修改数据。只有一个事务可以持有排他锁,并且在它释放锁之前,其他事务不能获得任何类型的锁

参考 {#参考}

InnoDB Locking官方资料

学习交流 {#学习交流}

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