詳解 MySql InnoDB 中意向鎖的作用

Gtaker發表於2018-08-28

前言

InnoDB 支援多粒度鎖(multiple granularity locking),它允許行級鎖表級鎖共存,而意向鎖就是其中的一種表鎖

意向鎖(Intention Locks)

需要強調一下,意向鎖是一種不與行級鎖衝突表級鎖,這一點非常重要。意向鎖分為兩種:

  • 意向共享鎖(intention shared lock, IS):事務有意向對錶中的某些行加共享鎖(S鎖)
    -- 事務要獲取某些行的 S 鎖,必須先獲得表的 IS 鎖。
    SELECT column FROM table ... LOCK IN SHARE MODE;
    複製程式碼
  • 意向排他鎖(intention exclusive lock, IX):事務有意向對錶中的某些行加排他鎖(X鎖)
    -- 事務要獲取某些行的 X 鎖,必須先獲得表的 IX 鎖。
    SELECT column FROM table ... FOR UPDATE;
    複製程式碼

即:意向鎖是有資料引擎自己維護的,使用者無法手動操作意向鎖,在為資料行加共享 / 排他鎖之前,InooDB 會先獲取該資料行所在在資料表的對應意向鎖。

意向鎖要解決的問題

我們先來看一下百度百科上對意向鎖存在意義的描述:

如果另一個任務試圖在該表級別上應用共享或排它鎖,則受到由第一個任務控制的表級別意向鎖的阻塞。第二個任務在鎖定該表前不必檢查各個頁或行鎖,而只需檢查表上的意向鎖。

設想這樣一張 users 表: MySqlInnoDBRepeatable-Read:users(id PK,name)

id name
1 ROADHOG
2 Reinhardt
3 Tracer
4 Genji
5 Hanzo
6 Mccree

事務 A 獲取了某一行的排他鎖,並未提交:

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
複製程式碼

事務 B 想要獲取 users 表的表鎖:

LOCK TABLES users READ;
複製程式碼

因為共享鎖與排他鎖互斥,所以事務 B 在檢視對 users 表加共享鎖的時候,必須保證:

  • 當前沒有其他事務持有 users 表的排他鎖。
  • 當前沒有其他事務持有 users 表中任意一行的排他鎖 。

為了檢測是否滿足第二個條件,事務 B 必須在確保 users表不存在任何排他鎖的前提下,去檢測表中的每一行是否存在排他鎖。很明顯這是一個效率很差的做法,但是有了意向鎖之後,情況就不一樣了:

意向鎖的相容互斥性

意向鎖是怎麼解決這個問題的呢?首先,我們需要知道意向鎖之間的相容互斥性:

意向共享鎖(IS) 意向排他鎖(IX)
意向共享鎖(IS) 相容 相容
意向排他鎖(IX) 相容 相容

意向鎖之間是互相相容的,emmm......那你存在的意義是啥?

雖然意向鎖和自家兄弟互相相容,但是它會與普通的排他 / 共享鎖互斥:

意向共享鎖(IS) 意向排他鎖(IX)
共享鎖(S) 相容 互斥
排他鎖(X) 互斥 互斥

注意:這裡的排他 / 共享鎖指的都是表鎖!!!意向鎖不會與行級的共享 / 排他鎖互斥!!!

現在我們回到剛才 users 表的例子:

事務 A 獲取了某一行的排他鎖,並未提交:

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
複製程式碼

此時 users 表存在兩把鎖:users 表上的意向排他鎖與 id 為 6 的資料行上的排他鎖

事務 B 想要獲取 users 表的共享鎖:

LOCK TABLES users READ;
複製程式碼

此時事務 B 檢測事務 A 持有 users 表的意向排他鎖,就可以得知事務 A 必然持有該表中某些資料行的排他鎖,那麼事務 Busers 表的加鎖請求就會被排斥(阻塞),而無需去檢測表中的每一行資料是否存在排他鎖。

意向鎖的併發性

這就牽扯到我前面多次強調的一件事情:

意向鎖不會與行級的共享 / 排他鎖互斥!!!
意向鎖不會與行級的共享 / 排他鎖互斥!!!
意向鎖不會與行級的共享 / 排他鎖互斥!!!

重要的話要加粗說三遍,正因為如此,意向鎖並不會影響到多個事務對不同資料行加排他鎖時的併發性(不然我們直接用普通的表鎖就行了)。

最後我們擴充套件一下上面 users 表的例子來概括一下意向鎖的作用(一條資料從被鎖定到被釋放的過程中,可能存在多種不同鎖,但是這裡我們只著重表現意向鎖):

id name
1 ROADHOG
2 Reinhardt
3 Tracer
4 Genji
5 Hanzo
6 Mccree

事務 A 先獲取了某一行的排他鎖,並未提交:

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
複製程式碼
  1. 事務 A 獲取了 users 表上的意向排他鎖
  2. 事務 A 獲取了 id 為 6 的資料行上的排他鎖

之後事務 B 想要獲取 users 表的共享鎖

LOCK TABLES users READ;
複製程式碼
  1. 事務 B 檢測到事務 A 持有 users 表的意向排他鎖
  2. 事務 Busers 表的加鎖請求被阻塞(排斥)。

最後事務 C 也想獲取 users 表中某一行的排他鎖

SELECT * FROM users WHERE id = 5 FOR UPDATE;
複製程式碼
  1. 事務 C 申請 users 表的意向排他鎖
  2. 事務 C 檢測到事務 A 持有 users 表的意向排他鎖
  3. 因為意向鎖之間並不互斥,所以事務 C 獲取到了 users 表的意向排他鎖
  4. 因為id 為 5 的資料行上不存在任何排他鎖,最終事務 C 成功獲取到了該資料行上的排他鎖

總結

  1. InnoDB 支援多粒度鎖,特定場景下,行級鎖可以與表級鎖共存。
  2. 意向鎖之間互不排斥,但除了 IS 與 S 相容外,意向鎖會與 共享鎖 / 排他鎖 互斥
  3. IX,IS是表級鎖,不會和行級的X,S鎖發生衝突。只會和表級的X,S發生衝突。
  4. 意向鎖在保證併發性的前提下,實現了行鎖和表鎖共存滿足事務隔離性的要求。

參考資料:

擴充套件閱讀:

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