MySQL 当中的锁

本篇文章对 MySQL 当中的锁机制进行学习，具体的参考资料来自 csview，参考链接如下：https://www.csview.cn/mysql/lock.html。

MySQL 中有哪些主要类型的锁？请简要说明

按锁粒度划分：

• 表级锁：锁定整张表；
• 行级锁：锁定表中的行；
• 页级锁：锁定数据页；

按锁的性质划分：

• 共享锁（S锁）：允许并发读，阻塞写；
• 排他锁（X锁）：禁止任何其他锁；
• 意向锁：表明事务将要获取的锁类型；

特殊锁

• 元数据锁：属于表级锁，用于保护表结构在事务执行期间不被修改；
• 自增锁：同样属于表级锁，用于保护自增主键的列，以确保主键的递增性；
• 间隙锁：属于行级锁，主要用于在可重复读隔离级别下解决幻读问题。

MySQL 的全局锁有什么用？

作用
整个数据库将处于只读状态，增删改会被阻塞。

使用场景
全局锁主要用于做全库逻辑备份。

缺陷
当数据库中记录过多时，备份会花费很多时间。备份期间，业务职能读数据，而不能更新数据，这样会造成业务停滞。

改进
在可重复读隔离级别下，备份数据库之前会先开启事务，会先创建 Read View，然后整个事务执行期间都使用这个 Read View。由于 MVCC 的支持，备份期间业务依然可以对数据进行更新操作。即使其他事务更新了表的数据，也不会备份数据库时的 Read View，这样备份期间备份的数据一直是事务开启时的数据。

MySQL 的表级锁有哪些？作用是什么？

元数据锁（MetaData Lock，MDL）

当事务访问数据库当中的表时，自动为表加 MDL 锁。作用是防止表的结构被修改，保证表结构的一致性。MDL 在事务提交后才会被释放。

意向锁（Intention Locks）

意向锁为 InnoDB 引擎所独有。意向锁进一步细分为意向共享锁和意向排他锁。

• 意向共享锁（IS）：表示事务打算在表中的某些行上设置共享锁；
• 意向排他锁（IX）：表示事务打算在表中的某些行上设置排他锁；

意向锁的作用是快速判断表里是否有记录被加锁，以：

• 提高锁冲突检测效率；
• 避免逐行检测锁状态。

自增锁（AUTO-INC Locks）

作用
表中主键通常会被设置为自增，之后在插入数据时，可以不指定主键的值，数据库会自动给这条新增的记录的主键赋值，通过 AUTO-INC 锁来实现。具体来说，在插入数据时，会加一个表级的 AUTO-INC 锁，然后为被 AUTO_INCREMENT 修饰的字段赋递增的主键值。待插入语句完毕时，才会把 AUTO-INC 锁释放掉。在此期间，其他事务若想要向该表插入数据，都将被阻塞，从而保证插入数据的字段的值是连续递增的。

缺陷
大量数据插入的场景下，会影响数据库的性能。

改进
InnoDB 提供了一种轻量级锁实现自增。插入数据时，会为 AUTO_INCREMENT 修饰的字段加上轻量级锁，然后给该字段赋一个自增值，之后就释放轻量级锁，而不需要等待整个插入语句执行完毕才释放锁。

MySQL 的行级锁有哪些？作用是什么？

记录锁

细分为排他锁和共享锁，锁住表中的单条记录。

当表没有索引时，记录锁将锁定隐式主键。

间隙锁

间隙锁仅用于可重复读隔离级别，目的是为了解决该级别下的幻读现象。间隙锁确保数据表当中的某个区间的记录不会被修改。两个事务可以同时持有包含相同间隙范围的间隙锁，不存在互斥关系。

临键锁

临键锁是记录锁和间隙锁的组合，它会锁定一个范围，并且锁定记录本身。临键锁既能保护该记录，又能防止其它事务将新记录插入到被保护的记录前面的间隙当中。

临键锁是 InnoDB 默认的行锁算法（注意，可重复读隔离级别也是 InnoDB 默认的隔离级别，由于临键锁包含间隙锁，而间隙锁只能用于可重复读隔离级别，意味着临键锁也只能用于可重复读隔离级别）。

插入意向锁

一个事务在插入记录时，需要判断插入位置是否被其它事务加了间隙锁。如果有锁，插入操作会阻塞，直到拥有间隙锁的那个事务执行完毕提交为止，在此期间会生成一个插入意向锁，表明当前有事务想要在某个区间插入新记录，但目前处于等待状态。

什么情况下 InnoDB 的行级锁会升级为表级锁？

1. 无合适索引：当 SQL 语句不能通过索引过滤数据时，会导致全表扫描；
2. 高比例锁定：当要锁定的数据超过阈值时，行锁升级为表锁；
3. 显式请求：使用 LOCK TABLES 语句明确要求表锁时；
4. 特定 DDL 操作：如执行 ALTER TABLE 等操作时；

什么是死锁？MySQL 中如何检测和处理死锁？

死锁指的是两个或多个事务互相持有和请求锁资源，形成循环等待情况。

MySQL 检测和处理死锁的方式：
检测机制

• 使用等待图（wait-for graph）算法；
• 定期检查锁依赖关系；

处理方式

• 选择回滚代价最小的事务作为牺牲者；
• 返回 ERROR 1213 死锁错误；
• 其他事务可以继续执行。

解释意向锁的作用及其工作原理

意向锁是表级锁，用于提高行锁冲突检测效率。

意向锁的作用是：

1. 表明事务即将在表的某些行上加何种类型的锁；
2. 避免逐行检查锁的状态，提高性能。

意向锁的类型：

• 意向共享锁（IS）：表明事务打算在某些行上加 S 锁；
• 意向排他锁（IX）：表明事务打算在某些行上加 X 锁。

什么是乐观锁和悲观锁？MySQL 中如何实现？

悲观锁假设会发生冲突，故先加锁再访问：

SELECT * FROM table WHERE id = 1 FOR UPDATE:
SELECT * FROM table WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;

乐观锁假设不会发生冲突，提交时检查版本：
添加版本号字段：

ALTER TABLE products ADD COLUMN version INT DEFAULT 0;

更新时检查：

UPDATE products
SET stock.= stock - 1, version = version + 1
WHERE id = 1 AND version = 1;

检查影响行数确认是否成功。

解释 MySQL 8.0 新增的 SKIP LOCKED 和 NOWAIT 特性

SKIP LOCKED 跳过已被锁定的行，应用场景是“任务队列处理”。

NOWAIT 遇到锁立即返回错误而非等待，应用场景是“快速失败场景”。

上述两个特性特别适合高并发队列系统和需要快速响应的应用。