MySQL鎖(樂觀鎖、悲觀鎖、多粒度鎖)

鎖

併發事務可能出現的情況：

• 讀-讀事務併發：此時是沒有問題的，讀操作不會對記錄又任何影響。

• 寫-寫事務併發：併發事務相繼對相同的記錄做出改動，因為寫-寫併發可能會產生髒寫的情況，但是沒有一個隔離級別允許髒寫的情況發生。MySQL使用鎖的機制來控制併發情況下讓事務對一條記錄進行排隊修改，只有對記錄修改的事務提交了才能讓下一個事務對記錄進行修改。

  當第一個事務嘗試對一條記錄進行修改。會和記錄行關聯一個鎖結構。

trx資訊： 代表鎖結構是哪個事務產生的。

is_waiting：false代表擁有記錄的修改權，true表示等待鎖資源釋放。

​ 當第二個事務嘗試獲得鎖，失敗也會建立一個鎖結構將is_waiting置為true，並填入事務資訊，加入記錄的鎖結構中。

​ 當第一個事務提交結束釋放鎖資源，並會喚醒下一個事務將其等待狀態設定為false，讓其其獲得鎖資源。

• 讀-寫事務併發：有兩種解決方案
  • MVCC(多版本併發控制) + 加鎖。即上文我們說過MVCC只能用作查詢資料，所以我們使用MVCC來解決併發下事務對記錄修改同時的讀取不出現髒讀、不可重複讀和幻讀。寫操作就是用加鎖的方式來進行控制。
  • 讀、寫都使用加鎖。這樣子讀寫的話，讀和寫都要進行加鎖，相當於讀和寫操作之間要像寫和寫一樣進行排隊。

一致性讀

事務利用MVCC進行讀取操作可以被稱為一致性讀、一致性無鎖讀又或者快照讀。一致性讀不會產生加鎖操作。MVCC我們之前文章都講過

鎖定讀

就是我們讀寫都是用加鎖的操作。

學習Java的JUC的時候，對於讀寫鎖就是差不多的。

• 共享鎖 Shared Locks，簡稱S鎖。要讀取一條記錄時，需要先獲取S鎖
• 獨佔鎖 Exclusive Locks，簡稱X鎖。當我們需要更改一條記錄時，需要獲取記錄的X鎖。

S鎖是可以共享的，即多個事務之間共同獲取S鎖。但是X鎖只能被一個事務擁有，直到事務提交然後才能釋放。

不同寫操作加鎖過程

• delete，會先獲取記錄的X鎖，然後delete_mark 為1，然後提交事務釋放鎖，放入垃圾連結串列就OK。
• update
  • 如果沒更新主鍵，且更新後資料行各列的大小不發生改變，就直接獲取X鎖，然後更新資料即可。
  • 如果沒更新主鍵，且更新後資料行各列的大小發生改變，先獲取記錄的X鎖，然後將其徹底刪除，然後插入更新的記錄，新插入的記錄由隱式鎖進行保護。
  • 如果更新了主鍵，就直接先獲取X鎖，然後先delete的流程來一下，然後insert的流程來一下，都是加的X鎖。
• insert，直接插入新資料，由隱式鎖來保證併發事務安全。

多粒度鎖

上面說的都是行鎖，粒度較細，我們還可以加一個粒度較大的鎖，表級鎖。

• 共享鎖，簡稱S鎖，對錶加S鎖，其他事務可以繼續對錶或者行加S鎖。但是如果想對錶加X鎖，或者表內的行加X鎖，就需要進行排隊等待表的S鎖釋放。
• 獨佔鎖，簡稱X鎖，對錶加X鎖，其他事務就不能對錶或者行加S鎖或X鎖了，只能排隊。

但是會出現一種情況，就是表內行加了行級鎖，但是我們想對錶加表級鎖，我們怎麼才能知道表內有行級鎖呢？不能一條一條遍歷吧。

• 意向共享鎖，簡稱IS鎖，當有事務需要對一條行記錄加S鎖時，先對錶加一個IS鎖。
• 意向獨佔鎖，簡稱IX鎖，當有事務需要對一條行記錄加X鎖時，先對錶加一個IX鎖。

IS鎖和IX鎖的作用就是為了讓我們快速知道，表內行記錄中是否有加了鎖，是否能加表級鎖。

Innodb中的鎖

表級鎖

• S鎖，X鎖
• IS鎖，IX鎖
• AUTO_INC鎖，這個鎖是用在自增欄位的自增當中的。
  • 如果我們不能確定插入的數量，即當我們使用insert ... select 、replace ... select、load data等語句，我們無法確定插入的條數是多少，innodb會使用AUTO_INC鎖。這個鎖是會在表的層面進行加鎖，然後會對插入的每條記錄進行分配一個自增值。
  • 如果我們是能夠確定的插入數量，比如insert into x(a) values('ss'),('dd');我們可以確定插入的記錄是兩條。innodb就會採用一個輕量級鎖，在為插入語句分配好這個自增列的值後，就會將其釋放。

在innodb中維護了一個系統變數innodb_autoinc_lock_mode的變數。

當值為0時就是直接採用AUTO_INC鎖，不管確不確定。

當值為1時就是採用兩種混合的方式，也就是上述的方式。

當值為2時就是一律採用輕量級鎖的方式，可能會造成不同事務的自增列產生的值是交叉的，在主從中是不安全的。不是很理解，沒有弄過主從。

行級鎖

• Record Locks：當我們要對某個資料行進行操作，我們就會向資料行中加入這個鎖。官方命名：LOCK_REC_NOT_GAP。分為S鎖和X鎖這種型別的鎖。解決了併發事務之間對一條記錄的讀取和修改。可以解決髒寫、髒讀、不可重複讀。

• Gap Locks：但是出現幻讀怎麼解決呢？Gap鎖就是為了解決幻讀。Gap鎖能夠防止當前記錄和前一個記錄之間的間隙不能插入新資料。當新資料發現下一條資料有gap鎖，就不會執行插入。

  我們要讓查詢的區間不要讓其他事務進行插入資料，以防止出現幻讀的情況。就會在第一次查詢的時候，比如我們查詢記錄(2,8)就會在8號記錄加一個gap鎖，這樣如果我們插入4號記錄就無法插入。如果我們要控制(2,+∞)，就會在資料頁的Supremun的資料行加入gap鎖。

• key-next Locks:就是Record和Gap鎖的合體，就能控制當前行，並且當前行和前一條的資料行之間的間隙不能插入新資料。

• Insert Intention Locks: 可以叫做插入意向鎖，就是當前如果記錄的下一條有gap或key-next鎖，就不能插入，此時就會在記憶體中生成一個鎖結構，表示某個間隙想要插入新紀錄，正在等待，儲存在下一條的資料行中。

插入意向鎖就是JUC的一個非公平的AQS啊，就是他不會阻止別的事務繼續獲得資料行的其他鎖，就是這個插入意向鎖可能會一直一直等下去。

• 隱式鎖。即我們上面講的，在事務進行插入的時候如果有gap鎖就會加個插入意向鎖事務進入等待狀態，但是如果沒有的話，我們就會直接進行插入。導致的結果就是什麼，我們插入的資料沒有進行加鎖保護，這時其他事務的可以直接select或者更新，直接導致髒讀，或者髒寫。

  幻讀已經被Gap鎖解決了所以不會出現哈，這裡是在可以插入的時候可能出現的錯誤，因為如果有Gap說明別的事務可能會讀取資料，不能插入，只有提交了Gap鎖取消了才能進行插入，隱式鎖是在這時候發揮作用。

  所以在資料行插入到頁中時，會判斷插入資料行的事務的trx_id是否還是活躍的狀態，如果還是活躍事務，就會為當前插入的資料行建立一個X鎖。如果不活躍了，表示事務已經提交就可以放心去改和去查了。

  在聚簇索引中就是這個流程，但是在二級索引中資料行沒有維護一個trx_id，我們就需要判斷二級索引中維護的PAGE_MAX_TRX_ID即最大修改二級索引的事務號，如果小於最小活躍事務ID，就可以放心改了，否則需要回表然後進行一遍聚簇索引的流程。？？？