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MySQL 9.0 参考手册
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17.7.1 InnoDB 锁定

本节介绍 InnoDB 使用的锁类型。

共享锁和排他锁

InnoDB 实现标准的行级锁定,其中有两种类型的锁,共享 (S) 锁排他 (X) 锁

如果事务 T1 持有行 r 的共享 (S) 锁,则来自不同事务 T2 的对行 r 锁定的请求将按如下方式处理

  • T2S 锁的请求可以立即被授予。结果,T1T2 都将持有 rS 锁。

  • T2X 锁的请求无法立即被授予。

如果事务 T1 持有行 r 的排他 (X) 锁,则来自不同事务 T2 的对 r 的任何类型锁的请求都无法立即被授予。相反,事务 T2 必须等待事务 T1 释放其对行 r 的锁。

意向锁

InnoDB 支持 多粒度锁定,这允许行锁和表锁共存。例如,诸如 LOCK TABLES ... WRITE 的语句将对指定表获取排他锁(X 锁)。为了使多粒度锁定的实用性,InnoDB 使用 意向锁。意向锁是表级锁,它们指示事务以后对表中的行需要哪种类型的锁(共享或排他)。有两种类型的意向锁

  • 意向共享锁 (IS) 指示事务打算对表中的各个行设置 共享 锁。

  • 意向排他锁 (IX) 指示事务打算对表中的各个行设置排他锁。

例如,SELECT ... FOR SHARE 设置 IS 锁,而 SELECT ... FOR UPDATE 设置 IX 锁。

意向锁定协议如下

  • 在事务可以获取表中行的共享锁之前,它必须首先获取表上的 IS 锁或更强的锁。

  • 在事务可以获取表中行的排他锁之前,它必须首先获取表上的 IX 锁。

表级锁类型兼容性在以下矩阵中进行了总结。

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

如果请求事务与现有锁兼容,则会授予其锁,但如果与现有锁冲突,则不会授予。事务将等待直到冲突的现有锁被释放。如果锁请求与现有锁冲突,并且由于会导致死锁而无法授予,则会发生错误。

意向锁不会阻止任何内容,除了完整表请求(例如,LOCK TABLES ... WRITE)。意向锁的主要目的是表明有人正在锁定一行,或者将要锁定表中的一行。

意向锁的事务数据在SHOW ENGINE INNODB STATUSInnoDB 监控器 的输出中显示如下:

TABLE LOCK table `test`.`t` trx id 10080 lock mode IX

记录锁

记录锁是对索引记录的锁定。例如,SELECT c1 FROM t WHERE c1 = 10 FOR UPDATE; 将阻止任何其他事务插入、更新或删除t.c1 的值为10 的行。

记录锁始终锁定索引记录,即使表被定义为没有索引。对于这种情况,InnoDB 创建一个隐藏的聚集索引,并使用此索引进行记录锁定。请参见第 17.6.2.1 节,“聚集索引和辅助索引”

记录锁的事务数据在SHOW ENGINE INNODB STATUSInnoDB 监控器 的输出中显示如下:

RECORD LOCKS space id 58 page no 3 n bits 72 index `PRIMARY` of table `test`.`t`
trx id 10078 lock_mode X locks rec but not gap
Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 3; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 8000000a; asc     ;;
 1: len 6; hex 00000000274f; asc     'O;;
 2: len 7; hex b60000019d0110; asc        ;;

间隙锁

间隙锁是对索引记录之间的间隙的锁定,或者是对第一个索引记录之前或最后一个索引记录之后的间隙的锁定。例如,SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE; 将阻止其他事务将值15 插入列t.c1 中,无论该列中是否已经存在该值,因为范围内所有现有值的间隙都被锁定。

间隙可能跨越单个索引值、多个索引值,甚至可能是空的。

间隙锁是性能和并发性之间权衡的一部分,在某些事务隔离级别中使用,而在其他隔离级别中不使用。

对于使用唯一索引来搜索唯一行的语句,不需要间隙锁定。(这并不包括搜索条件仅包括多列唯一索引的某些列的情况;在这种情况下,会发生间隙锁定。)例如,如果id 列具有唯一索引,则以下语句仅使用索引记录锁锁定id 值为 100 的行,并且其他会话是否在前面的间隙中插入行无关紧要

SELECT * FROM child WHERE id = 100;

如果id 未被索引或具有非唯一索引,则该语句会锁定前面的间隙。

这里还值得注意的是,不同事务可以在间隙上持有冲突锁。例如,事务 A 可以在间隙上持有共享间隙锁(间隙 S-锁),而事务 B 可以在同一间隙上持有排他间隙锁(间隙 X-锁)。允许冲突间隙锁的原因是,如果记录从索引中清除,则不同事务持有的记录上的间隙锁必须合并。

InnoDB 中的间隙锁是纯禁止性,这意味着它们的唯一目的是阻止其他事务插入间隙。间隙锁可以共存。一个事务获得的间隙锁不会阻止另一个事务在同一间隙上获得间隙锁。共享间隙锁和排他间隙锁之间没有区别。它们不会彼此冲突,并且执行相同的功能。

可以显式禁用间隙锁定。如果您将事务隔离级别更改为READ COMMITTED,就会发生这种情况。在这种情况下,将为搜索和索引扫描禁用间隙锁定,并且仅用于外键约束检查和重复键检查。

使用READ COMMITTED 隔离级别还有其他影响。非匹配行的记录锁将在 MySQL 评估WHERE 条件后释放。对于UPDATE 语句,InnoDB 执行半一致 读取,以便它将最新提交的版本返回给 MySQL,以便 MySQL 可以确定该行是否与UPDATEWHERE 条件匹配。

间隙锁

间隙锁是对索引记录的记录锁和对索引记录之前间隙的间隙锁的组合。

InnoDB 以一种方式执行行级锁定,即当它搜索或扫描表索引时,它会在遇到的索引记录上设置共享锁或排他锁。因此,行级锁实际上是索引记录锁。索引记录上的间隙锁也会影响该索引记录之前的间隙。也就是说,间隙锁是索引记录锁加上索引记录之前间隙上的间隙锁。如果一个会话对索引中的记录R 具有共享锁或排他锁,则另一个会话不能在索引顺序中立即在R 之前的间隙中插入新的索引记录。

假设索引包含值 10、11、13 和 20。此索引的可能的间隙锁覆盖以下间隔,其中圆括号表示排除间隔端点,方括号表示包含间隔端点

(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)

对于最后一个间隔,间隙锁会锁定索引中最大值上方的间隙以及具有大于索引中任何值的上确界 伪记录。上确界不是真实的索引记录,因此,实际上,此间隙锁仅锁定最大索引值之后的间隙。

默认情况下,InnoDBREPEATABLE READ 事务隔离级别下运行。在这种情况下,InnoDB 对搜索和索引扫描使用间隙锁,这可以防止幻影行(请参见第 17.7.4 节,“幻影行”)。

间隙锁的事务数据在SHOW ENGINE INNODB STATUSInnoDB 监控器 的输出中显示如下:

RECORD LOCKS space id 58 page no 3 n bits 72 index `PRIMARY` of table `test`.`t`
trx id 10080 lock_mode X
Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0
 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;;

Record lock, heap no 2 PHYSICAL RECORD: n_fields 3; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 8000000a; asc     ;;
 1: len 6; hex 00000000274f; asc     'O;;
 2: len 7; hex b60000019d0110; asc        ;;

插入意向锁

插入意向锁是一种间隙锁,由INSERT 操作在行插入之前设置。此锁以一种方式发出插入意图,即如果多个事务插入到同一索引间隙中,则如果它们没有在间隙中的相同位置插入,则不必相互等待。假设存在具有值 4 和 7 的索引记录。尝试分别插入值 5 和 6 的单独事务在获得插入行的排他锁之前,会使用插入意向锁锁定 4 和 7 之间的间隙,但不会互相阻塞,因为行不冲突。

以下示例演示了一个事务在获得插入记录的排他锁之前获得插入意向锁。该示例涉及两个客户端 A 和 B。

客户端 A 创建一个包含两个索引记录(90 和 102)的表,然后启动一个事务,该事务对 ID 大于 100 的索引记录放置排他锁。排他锁包括记录 102 之前的间隙锁

mysql> CREATE TABLE child (id int(11) NOT NULL, PRIMARY KEY(id)) ENGINE=InnoDB;
mysql> INSERT INTO child (id) values (90),(102);

mysql> START TRANSACTION;
mysql> SELECT * FROM child WHERE id > 100 FOR UPDATE;
+-----+
| id  |
+-----+
| 102 |
+-----+

客户端 B 开始一个事务以将记录插入间隙。该事务在等待获得排他锁时获取插入意向锁。

mysql> START TRANSACTION;
mysql> INSERT INTO child (id) VALUES (101);

插入意向锁的事务数据在SHOW ENGINE INNODB STATUSInnoDB 监控器 的输出中显示如下:

RECORD LOCKS space id 31 page no 3 n bits 72 index `PRIMARY` of table `test`.`child`
trx id 8731 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 3 PHYSICAL RECORD: n_fields 3; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000066; asc    f;;
 1: len 6; hex 000000002215; asc     " ;;
 2: len 7; hex 9000000172011c; asc     r  ;;...

AUTO-INC 锁

AUTO-INC 锁是一种特殊的表级锁,由将值插入具有 AUTO_INCREMENT 列的表的语句获取。在最简单的情况下,如果一个事务正在将值插入表中,则任何其他事务都必须等待执行自己的插入操作,以便第一个事务插入的行接收连续的主键值。

innodb_autoinc_lock_mode 变量控制用于自动递增锁定的算法。它允许您选择如何在可预测的自动递增值序列和插入操作的最大并发性之间进行权衡。

有关更多信息,请参见第 17.6.1.6 节,“InnoDB 中的 AUTO_INCREMENT 处理”

空间索引的谓词锁

InnoDB 支持对包含空间数据的列进行SPATIAL 索引(请参见第 13.4.9 节,“优化空间分析”)。

为了处理涉及 SPATIAL 索引的操作的锁定,间隙锁在支持REPEATABLE READSERIALIZABLE 事务隔离级别方面效果不佳。在多维数据中没有绝对的排序概念,因此不清楚哪个是下一个 键。

为了支持具有 SPATIAL 索引的表的隔离级别,InnoDB 使用谓词锁。SPATIAL 索引包含最小边界矩形 (MBR) 值,因此 InnoDB 通过在用于查询的 MBR 值上设置谓词锁来强制执行索引上的一致读取。其他事务不能插入或修改与查询条件匹配的行。