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腾讯一面：MySQL的共享锁和独占锁

MySQL 作者：Linksla 时间：2024-06-06 16:27:19 0 删除 编辑

在InnoDB存储引擎中，行级别锁有两种类型：共享锁（S锁）和排他锁（X锁），理解这 2种锁的工作机制及其交互关系对于掌握MySQL的并发控制和锁机制非常重要，因此，今天就来一起聊聊MySQL的共享锁和排他锁。

申明：本文基于 MySQL 8.0.30 版本，InnoDB引擎。

一、共享锁

1.什么是共享锁？

共享锁（shared lock，S锁），也叫读锁。它是指当对象被锁定时，允许多个事务同时读取该资源，也允许其它事务从该对象上再次获取共享锁，但不能对该对象进行写操作。

2.加锁方式

共享锁一般通过下面 2种方式进行加锁：

复制 
# 方式1select ... lock in share mode;# 方式2select ... for share;1.2.3.4.5.

如果事务T1 持有某对象的共享(S)锁，则事务T2 需要再次获取该对象的锁时，会出现下面两种情况：

  • 如果T2 获取该对象的共享(S)锁，则可以立即获取锁；
  • 如果T2 获取该对象的排他(X)锁，则无法获取锁；

二、举例说明

为了更好地理解上述两种情况，这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证：

1.InnoDB存储引擎

创建一张用户user表，表结构如下：

复制 
CREATE TABLE `user` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci1.2.3.4.5.6.

(1) 给行加共享锁

这里给user表中id=3行加共享锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程  sessionA

线程B  sessionB

线程C  sessionC

#开启事务

begin;



#给 id=3的行加共享锁

select * from user

where id = 3 lock in share mode;




#获取 id=3行的共享锁成功

#select操作执行成功

select * from user where id=3;

#获取 id=3行的共享锁成功

#select操作执行成功

select * from user where id=3;


#获取 id=3行的排它锁失败

#delete操作被堵塞

delete from user where id = 3;

#获取 id=4行的排它锁成功

#delete操作执行成功

delete from user where id = 4;

#提交事务

# id=3的行上共享锁被释放

commit;




#获取 id=3行的排它锁成功

#被堵塞的delete操作执行成功

delete from user where id = 3;


示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user中id=3这行添加共享锁后，事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表id=3的写锁失败，即delete where id=3操作被阻塞，而事务C(sessionC)获取user表id=4的写锁成功，即delete where id=4操作成功；

(2) 给表加共享锁

这里通过lock in share mode方式给user整张表添加共享锁，执行顺序流如下表：

加锁线程   sessionA

线程B    sessionB

#开启事务

begin;


#对 user整张表加共享锁

select * from user lock in share mode;



#成功获取 user表的共享锁，select操作成功执行

select * from user;


#获取 user表的排他锁失败，操作被堵塞

delete from user where id = 1;

#提交事务

# user表的共享锁被释放

commit;



#获取 user表上排他锁成功，delete操作执行成功

delete from user where id = 1;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user整张表添加共享锁后，事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表的写锁失败，即delete操作被阻塞。

所以，尽管共享锁（S锁）是InnoDB存储引擎的行级别锁，但是一旦它作用到整张表时，其实是对表中所有的行加共享锁。

2.MyISAM引擎

创建一张用户person表，表结构如下：

复制 
CREATE TABLE `person` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(25) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `index_name` (`name`) USING BTREE) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_1.2.3.4.5.6.

给行加共享锁

这里给person表的id=3行加共享锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程  sessionA

线程B  sessionB

#开启事务

begin;


#给 id=3的行加共享锁

select * from person where id = 3 lock in share mode;



#获取 id=3行的共享锁成功

#select操作成功

select * from person where id=3;


#获取 id=3行的排它锁成功

#update操作成功

update person set name='name3xx' user where id = 3;


select * from person where id=3;

#提交事务

# id=3行上共享锁被释放

commit;


示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对person中id=3这行添加共享锁后，事务B(sessionB)既能获取person表的共享锁，也能获取person表id=3的写锁，即select和update where id=3都操作成功；

因此，在MyISAM引擎中其实不存在共享锁。

3.总结

通过上述示例及其运行结果可以看出：

共享锁是InnoDB存储引擎的行级锁，在MyISAM存储引擎中不存在；

共享锁是尽管是行级别锁，但是当锁加在整个表时（表中所有的行，一种特殊的行），排他锁也会在表级别生效；

三、排它锁

1.什么是排他锁？

排它锁（exclusive lock，X锁），也叫写锁或者独占锁，主要是防止其它事务和当前加锁事务锁定同一对象，同一对象主要有两层含义：

  • 当排他锁加在表上，则其它事务无法对该表进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作；
  • 当排他锁加在行上，则其它事务无法对该行进行insert,update,delete,alter,drop等更新操作；

2.加锁方式

排他锁加锁的方式一般有 2种：显式加锁和隐式加锁，如下：

复制 
-- 显式加锁
select ... for update;-- 隐式加锁，是 MySQL内部自动加锁1.2.3.4.

为了更好的说明排他锁，这里以下面的执行顺序流来进行验证，用户user表的结构还是和上面的一样：

四、举例说明

为了更好地理解上述两种情况，这里分别以下面的执行顺序流对InnoDB存储引擎和MyISAM存储引擎进行验证：

1.InnoDB存储引擎

(1) 给行加排他锁

这里通过for update显式给user表中id=6行加排他锁为例，执行顺序流如下表：

加锁线程  sessionA

线程B  sessionB

线程C  sessionC

#开启事务

begin;



#给 id=6的行加排他锁

select * from user

where id = 6 for update;




#获取 id=6的共享锁成功

select * from user where id=6;

#获取 id=6的共享锁成功

select * from user where id=6;


#获取 id=6的排它锁失败

delete from user where id = 6;

#获取 id=7的排它锁成功

delete from user where id = 7;

#提交事务

# user表id=6的行上排他锁被释放

commit;




#获取 id=6的排它锁成功

#被堵塞的delete操作执行成功

delete from user where id = 6;


示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user中id=6这行添加共享锁后，事务B(sessionB)和事务C(sessionC)都可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表id=6的写锁失败，即delete where id=6操作被阻塞，而事务C(sessionC)获取user表id=7的写锁成功，即delete where id=7操作成功；

(2) 给表加排他锁

这里通过for update显式方式给user整张表添加排他锁，执行顺序流如下表：

加锁线程   sessionA

线程B    sessionB

#开启事务 begin;


#对 user整张表加排他锁

select * from user for update;



#获取 user表上的共享锁成功，select执行成功

select * from user;


#获取 user表上的排他锁失败，操作被堵塞

delete from user where id=3;

#提交事务

# user表上的排他被释放

commit;



#获取 user表上的排他锁成功，操作执行成功

delete from user where id = 3;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)对user整张表加排他锁后，事务B(sessionB)可以获取user表的共享锁，也就是select操作能成功执行，但是事务B(SessionB)获取user表的排他锁失败，即delete操作被阻塞；

所以，尽管排他锁（X锁）是InnoDB存储引擎的行级别锁，但是一旦它作用到整张表时，其实是对表中所有的行加排他锁。

2.MySQL 隐式加排他锁

这里通过MySQL隐式给user的id=6行添加排他锁，执行顺序流如下表

加锁线程   sessionA

线程B    sessionB

#开启事务 begin;


#MySQL隐式给 id=6行加排他锁

update user set name = 'name6' where id =6;



#获取 id=6的共享锁失败，select执行被阻塞

select * from user where id = 6 lock in share mode;

#提交事务

# id=6的排他被释放

commit;



#获取 id=6表上的共享锁成功，select执行成功;

示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)执行update where id=6时，MySQL会隐式加排他锁，事务B(sessionB)在lock in share mode模式下获取user表id=6的共享锁失败，也就是select操作能成功被阻塞；

3.MyISAM引擎

MySQL 隐式加排他锁

这里通过MySQL隐式给person的id=4行添加排他锁，执行顺序流如下表：

加锁线程   sessionA

线程B    sessionB

#开启事务 begin;


#MySQL不会隐式给 id=4行加排他锁

update person set name = 'name4' where id =4;



#获取 id=4的共享锁成功，select执行成功

select * from user where id=4 lock in share mode;


#获取 id=4表上的共享锁成功，select执行成功;

#提交事务  id=4的排他被释放

commit;


示例执行结果图如下：

通过上述的示例执行结果可以看出：当事务A(sessionA)执行update where id=6时，MySQL不会隐式加排他锁，事务B(sessionB)既能获取id=4的共享锁，也能获取id=4的排他锁；

因此，在MyISAM引擎中其实不存在排他锁。

4.总结

通过上述 3个示例及其运行结果可以看出：排他锁有表级别共享锁和行级别共享锁和自动锁机制 3种 表级别共享锁：

  • 锁定整个表，排他锁也会在表级别生效；
  • 行级别共享锁：锁定特定行，排他锁也会在行级别生效；
  • 自动锁机制：根据操作是表级别还行级别自动加对应的锁；

五、共享锁和排他锁的兼容性矩阵

为了更好地理解共享锁和排他锁的互斥关系，可以参考以下兼容性矩阵：

无锁

共享锁

排他锁

无锁

允许

允许

允许

共享锁

允许

允许

阻塞

排他锁

允许

阻塞

阻塞

从上述矩阵可以看出：

  • 无锁状态下可以获取任何类型的锁
  • 共享锁状态下可以继续获取共享锁，但不能获取排他锁
  • 排他锁状态下不能获取任何其他锁

六、总结

  • 共享锁（S锁）和排他锁（X锁）是InnoDB存储引擎中的 2种行级别锁，MyISAM存储引擎不存在。
  • 尽管共享锁（S 锁）和排他锁（X 锁）是行级锁，但是当他们加到表级别时，对表所有行都生效，这样看上去等同表级锁
  • 共享锁（S 锁）允许多个事务同时读取数据，但不允许修改数据。多个事务可以同时持有共享锁
  • 排他锁（X 锁）允许一个事务修改数据。只有一个事务可以持有排他锁，并且在它释放锁之前，其他事务不能获得任何类型的锁


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