【译文】MySQL InnoDB 使用的锁分析

InnoDB 使用的 锁类型

　　共享锁和排它锁

　　意向锁

　　记录锁

　　间隙锁

　　Next-key 锁

　　插入意向锁

　　AUTO-INC 锁

共享锁和排他锁

　　InnoDB实现了俩个标准的行级锁，共享锁和排它锁。

　　　　共享锁允许持有者读取一行

　　　　排它锁允许持有者更新或者删除一行

　　如果一个事物T1在 r 行持有一把共享锁，则来自于不同的事物T2在 r 行上的锁请求将按照如下方法处理：

　　　　T2请求共享锁可以立即被授权，因此T1和T2都持有了在 r 行上的共享锁

　　　　T2请求排它锁不可以立即被授权。

　　如果一个事物T1在 r 行持有一把排它锁，则来自与不同事物T2在r上的任何锁请求将不会立即被授权。

意向锁

　　InnoDB支持多粒度锁：指允许表级锁和行级锁共存。为了实现在多粒度级别上锁，额外的锁类型（意向锁）被使用。意向锁是一个表级锁，它表明未来在那张表上会有哪一种锁类型（排他或者共享）被事物请求。

　　InnoDB有俩种类型的意向锁（假设事物将来会在某张表t上请求锁）：意向共享锁，意向排他锁。

　　意向共享锁：指事物意图在表t上的某些行上加S锁

　　意向排它锁：指事物意图在表t上的某些行上加X锁

　　意向锁协议描述如下：

　　　　事物在表t上的一行上加S锁之前，他必须获取IS锁或者在t上更强的锁（指表级锁）

　　　　事物在表t上的一行上加X锁之前，他必须获取IX锁

　　上述锁规则协议可以方便的概括如下的兼容性矩阵：

	X	IX	S	IS
X	Conflict	Conflict	Conflict	Conflict
IX	Conflict	Compatible	Conflict	Compatible
S	Conflict	Conflict	Compatible	Compatible
IS	Conflict	Compatible	Compatible	Compatible

　　　　注：意向锁是MySQL自己自动处理，为了解决表级锁和行级锁的冲突，即提早检测锁冲突。

S、X、IS、IX锁兼容性矩阵为什么是这样子呢？

1、意向锁之间彼此不会冲突，因为它们都只是“有意”，而不是真干，所以是可以兼容的。在加行锁之前，会使用意向锁判断是否冲突；

2、IX和X的关系等同于X和X之间的关系，为什么呢？因为事务获得了IX锁，接下来就有权利获取X锁，这样就会出现两个事务都获取X锁的情况，这和我们已知的X锁和X锁之间互斥是矛盾的；

3、S和IS、X和IS、IX和IS也可以由此推导出来。

　　一个锁被授予一个事物，是在该锁与事物已获取的锁兼容的时候，而不是与现有锁冲突的时候。事物等待直到冲突的锁被释放。如果一个锁请求与现有的锁冲突，并且因为死锁不能被授予，一个错误会发生，MySQL自己决定哪个事物回滚。

　　因此意向锁不阻塞任何事物，除了全表锁请求。IX锁和IS锁是用来表明某个人或者事物正在持有锁或者将要持有锁。

　

记录锁

　　一个记录锁是在索引记录上的锁，仅锁住一行。例如：SELECT c1 FROM t WHERE c1 = 10 FOR UPDATE; 阻止任何其他事物插入、更新、删除c1=10的行，前提是c1有索引。

　　记录锁锁住的只是记录的索引“记录”，及时一个表没有定义任何索引，InnoDB也会默认创建一个聚簇索引，并用来加锁。

　　不符合where条件的记录锁会被释放。

间隙锁

　　间隙锁是指锁住索引记录之间的空隙（并不锁住索引记录，即开区间），或者明确指定索引记录的第一个和最后一个，例如：SELECT c1 FROM t WHERE c1 BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE; 阻止任何其他事物的插入、更新和删除

　　Gap可以仅有一个值，多个值或者为空。

　　Gap锁是在性能和并发度上权衡的结果，并被某些事物隔离级别使用。

　　Gap锁在一些使用唯一索引的来检索唯一行的语句中是没有必要的，因为索引的结果是唯一的，没有间隙，不会妨碍其他会话（事物）插入记录。注，那些语句中包含唯一索引和二级索引的仍然适用Gap锁。

　　值得注意的是，在不同事物中，锁冲突可以发生在同一个间隙里，例如一个事物A持有一把共享GAP锁在Gap间隙中，同时事物B持有一把排他的Gap锁，俩个Gap属于同一个。

　　　　注，举一个例子，假设数据库存在id为1，2，3，5，7；事物1：select * from student where id between 3 and 9 for update; 事物2：select * from student where id = 8; 俩个事物共享(7-9)这个间隙锁，但互不影响。

　　　　冲突Gap被允许的原因是如果一个记录从索引中被清除了，不同事物在这个记录上的Gap锁必须合并。

　　　　注：上述情况未实验成功，首先是不太明白其意思，其次是如果删除索引记录，意味着加X锁，然而这个锁的排他性已经是冲突了，并不能验证成功。如果有人直销烦请告知，不胜感激！

　　Gap锁在InnoDB中是纯抑制作用，意思是Gap锁仅阻止其他事物插入这个gap间隙，他们不阻止不同的事物在相同的gap上获取gap锁。因此，GapX锁和GapS锁有相同的效果。

　　Gap锁可以被禁用，通过设置RC隔离级别，或者启用 innodb_locks_unsafe_for_binlog系统变量（当前已标记为了弃用），此时，在检索和扫描的时候Gap锁被禁用，且仅被用作外键检查和重复值检测。

注：当用唯一索引时，三种方法可能产生间隙锁：

　　1. 唯一检索值不存在，此时会在索引中寻找“最小区间”加间隙锁；
　　2. between and 条件筛选确定索引间隙加锁；
　　3. 检索值和比较操作符，例如大于小于检索值（此时符合的记录也会加记录锁，不仅仅是间隙锁）

　　

Next-key Locks

　　Next-key锁是记录锁和Gap锁的结合。

　　InnoDB 执行行级锁，因此，当检索或扫描表索引时，他设置S或者X锁到遇到的索引记录上。因此，行级锁实际上是记录锁，一个索引记录上的next-key锁，同样影响索引记录之前的gap。就是说next-key锁是一个记录锁，加上一个gap（记录之前）锁。

　　假设索引里面有10，11，13，20。则可能的next-key锁是：

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

　　默认地，InnoDB提供的事物隔离级别是RR，此时InnoDB使用的是next-key锁，在检索和扫描的时候。以阻止幻读。next-key在使用唯一索引时会降级为记录锁，提高并发度。

插入意向锁（一种特殊的gap锁）：

　　插入意向锁是当插入操作执行时，设置的一种特殊的gap类型锁。这个lock标志一种插入行为：如果每个事物插入gap中的位置不一样时在多事物插入相同的gap情况不需要互相等待。这主要是提高并发插入效率。

AUTO-INC锁

　　该锁类型是一种特殊的表级锁，在事物插入自动增长字段时使用。如果一个事物插入列值（自动增长列）到表中，任何其他的事物必须等待，因此插入的字段才会是连续的值。

　　 innodb_autoinc_lock_mode配置选项，控制自动增长锁使用的算法，它允许你选择插入操作时，如何来权衡可预测的自动增长值和最大并发度

注：

　　排它锁和共享锁是指锁的性质，意图锁是意图。

　　记录锁和Gap锁是锁的范围，这就会出现是在一定的范围加特定性质的锁的问题。