1.锁？

1.1何为锁

锁在现实中的意义为:封闭的器物，以钥匙或暗码开启。在计算机中的锁一般用来管理对共享资源的并发访问，比如我们java同学熟悉的Lock,synchronized等都是我们常见的锁。当然在我们的数据库中也有锁用来控制资源的并发访问，这也是数据库和文件系统的区别之一。

2.InnoDB

2.1mysql体系架构

小明发现在mysql中存储引擎是以插件的方式提供的，在Mysql中有多种存储引擎，每个存储引擎都有自己的特点。随后小明在命令行中打出了:

show engines \G;
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一看原来有这么多种引擎。

又打出了下面的命令，查看当前数据库默认的引擎:

show variables like '%storage_engine%';
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对比项	InnoDB	MyIsAM
事务	支持	不支持
锁	支持MVCC行锁	表锁
外键	支持	不支持
存储空间	存储空间由于需要高速缓存，较大	可压缩
适用场景	有一定量的update和Insert	大量的select

小明大概了解了一下InnoDB和MyIsAM的区别，由于使用的是InnoDB，小明就没有过多的纠结这一块。

2.2事务的隔离性

小明在研究锁之前，又回想到之前上学的时候教过的数据库事务隔离性，其实锁在数据库中其功能之一也是用来实现事务隔离性。而事务的隔离性其实是用来解决，脏读，不可重复读，幻读几类问题。

2.2.1 脏读

一个事务读取到另一个事务未提交的更新数据。什么意思呢?

时间点	事务A	事务B
1	begin;
2	select * from user where id = 1;	begin;
3		update user set namm = ‘test’ where id = 1;
4	select * from user where id = 1;
5	commit;	commit;

在事务A，B中，事务A在时间点2，4分别对user表中id=1的数据进行了查询了，但是事务B在时间点3进行了修改，导致了事务A在4中的查询出的结果其实是事务B修改后的。破坏了数据库中的隔离性。

2.2.2 不可重复读

在同一个事务中，多次读取同一数据返回的结果不同，和脏读不同的是这里读取的是已经提交过后的。

时间点	事务A	事务B
1	begin;
2	select * from user where id = 1;	begin;
3		update user set namm = ‘test’ where id = 1;
4		commit;
5	select * from user where id = 1;
6	commit;

在事务B中提交的操作在事务A第二次查询之前，但是依然读到了事务B的更新结果，也破坏了事务的隔离性。

2.2.3 幻读

一个事务读到另一个事务已提交的insert数据。

时间点	事务A	事务B
1	begin;
2	select * from user where id > 1;	begin;
3		insert user select 2;
4		commit;
5	select * from user where id > 1;
6	commit;

在事务A中查询了两次id大于1的，在第一次id大于1查询结果中没有数据，但是由于事务B插入了一条Id=2的数据，导致事务A第二次查询时能查到事务B中插入的数据。

事务中的隔离性:

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
未提交读(RUC)	NO	NO	NO
已提交读(RC)	YES	NO	NO
可重复读(RR)	YES	YES	NO
可串行化	YES	YES	YES

小明注意到在收集资料的过程中，有资料写到InnoDB和其他数据库有点不同，InnoDB的可重复读其实就能解决幻读了，小明心想:这InnoDB还挺牛逼的，我得好好看看到底是怎么个原理。

2.3 InnoDB锁类型

小明首先了解一下Mysql中常见的锁类型有哪些:

2.3.1 S or X

在InnoDb中实现了两个标准的行级锁，可以简单的看为两个读写锁:

S-共享锁：又叫读锁，其他事务可以继续加共享锁，但是不能继续加排他锁。
X-排他锁: 又叫写锁，一旦加了写锁之后，其他事务就不能加锁了。

兼容性:是指事务A获得一个某行某种锁之后，事务B同样的在这个行上尝试获取某种锁，如果能立即获取，则称锁兼容，反之叫冲突。

纵轴是代表已有的锁，横轴是代表尝试获取的锁。

.	X	S
X	冲突	冲突
S	冲突	兼容

2.3.2 意向锁

意向锁在InnoDB中是表级锁,和他的名字一样他是用来表达一个事务想要获取什么。意向锁分为:

意向共享锁:表达一个事务想要获取一张表中某几行的共享锁。
意向排他锁:表达一个事务想要获取一张表中某几行的排他锁。

这个锁有什么用呢？为什么需要这个锁呢？首先说一下如果没有这个锁，如果要给这个表加上表锁，一般的做法是去遍历每一行看看他是否有行锁，这样的话效率太低，而我们有意向锁，只需要判断是否有意向锁即可，不需要再去一行行的去扫描。

在InnoDB中由于支持的是行级的锁，因此InnboDB锁的兼容性可以扩展如下：

.	IX	IS	X	S
IX	兼容	兼容	冲突	冲突
IS	兼容	兼容	冲突	兼容
X	冲突	冲突	冲突	冲突
S	冲突	兼容	冲突	兼容

2.3.3 自增长锁

自增长锁是一种特殊的表锁机制，提升并发插入性能。对于这个锁有几个特点:

在sql执行完就释放锁，并不是事务执行完。
对于Insert…select大数据量插入会影响插入性能，因为会阻塞另外一个事务执行。
自增算法可以配置。

在MySQL5.1.2版本之后，有了很多优化，可以根据不同的模式来进行调整自增加锁的方式。小明看到了这里打开了自己的MySQL发现是5.7之后，于是便输入了下面的语句,获取到当前锁的模式:

mysql> show variables like 'innodb_autoinc_lock_mode';
+--------------------------+-------+
| Variable_name            | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_autoinc_lock_mode | 2     |
+--------------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)
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在MySQL中innodb_autoinc_lock_mode有3种配置模式：0、1、2，分别对应”传统模式”, “连续模式”, “交错模式”。

传统模式:也就是我们最上面的使用表锁。
连续模式:对于插入的时候可以确定行数的使用互斥量，对于不能确定行数的使用表锁的模式。
交错模式:所有的都使用互斥量，为什么叫交错模式呢，有可能在批量插入时自增值不是连续的，当然一般来说如果不看重自增值连续一般选择这个模式，性能是最好的。

2.4InnoDB锁算法

小明已经了解到了在InnoDB中有哪些锁类型，但是如何去使用这些锁，还是得靠锁算法。

2.4.1 记录锁(Record-Lock)

记录锁是锁住记录的，这里要说明的是这里锁住的是索引记录，而不是我们真正的数据记录。

如果锁的是非主键索引，会在自己的索引上面加锁之后然后再去主键上面加锁锁住.
如果没有表上没有索引(包括没有主键)，则会使用隐藏的主键索引进行加锁。
如果要锁的列没有索引，则会进行全表记录加锁。

2.4.2 间隙锁

间隙锁顾名思义锁间隙，不锁记录。锁间隙的意思就是锁定某一个范围，间隙锁又叫gap锁，其不会阻塞其他的gap锁，但是会阻塞插入间隙锁，这也是用来防止幻读的关键。

2.4.3 next-key锁

这个锁本质是记录锁加上gap锁。在RR隔离级别下(InnoDB默认)，Innodb对于行的扫描锁定都是使用此算法，但是如果查询扫描中有唯一索引会退化成只使用记录锁。为什么呢?因为唯一索引能确定行数，而其他索引不能确定行数，有可能在其他事务中会再次添加这个索引的数据会造成幻读。

这里也说明了为什么Mysql可以在RR级别下解决幻读。

2.4.4 插入意向锁

插入意向锁Mysql官方对其的解释:

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.

可以看出插入意向锁是在插入的时候产生的,在多个事务同时写入不同数据至同一索引间隙的时候，并不需要等待其他事务完成，不会发生锁等待。假设有一个记录索引包含键值4和7，不同的事务分别插入5和6，每个事务都会产生一个加在4-7之间的插入意向锁，获取在插入行上的排它锁，但是不会被互相锁住，因为数据行并不冲突。

这里要说明的是如果有间隙锁了，插入意向锁会被阻塞。

2.5 MVCC

MVCC，多版本并发控制技术。在InnoDB中，在每一行记录的后面增加两个隐藏列，记录创建版本号和删除版本号。通过版本号和行锁，从而提高数据库系统并发性能。

在MVCC中，对于读操作可以分为两种读:

快照读:读取的历史数据，简单的select语句，不加锁，MVCC实现可重复读，使用的是MVCC机制读取undo中的已经提交的数据。所以它的读取是非阻塞的。
当前读:需要加锁的语句,update,insert,delete,select…for update等等都是当前读。

在RR隔离级别下的快照读，不是以begin事务开始的时间点作为snapshot建立时间点，而是以第一条select语句的时间点作为snapshot建立的时间点。以后的select都会读取当前时间点的快照值。

在RC隔离级别下每次快照读均会创建新的快照。

具体的原理是通过每行会有两个隐藏的字段一个是用来记录当前事务，一个是用来记录回滚的指向Undolog。利用undolog就可以读取到之前的快照，不需要单独开辟空间记录。

来源：https://www.cnblogs.com/yanliang12138/articles/14734163.html

作者：弱水三千12138