意向锁

ゝ一纸荒年。 2022-05-14 05:11 179阅读 0赞

Gtaker

2018年08月28日 阅读 280

# 详解 MySql InnoDB 中意向锁的作用 #

## 前言 ##

InnoDB 支持`多粒度锁（multiple granularity locking）`，它允许`行级锁`与`表级锁`共存，而**意向锁**就是其中的一种`表锁`。

## 意向锁（Intention Locks） ##

需要强调一下，意向锁是一种`不与行级锁冲突表级锁`，这一点非常重要。意向锁分为两种：

*  **意向共享锁**（intention shared lock, IS）：事务有意向对表中的某些行加**共享锁**（S锁）
    
        -- 事务要获取某些行的 S 锁，必须先获得表的 IS 锁。
        SELECT column FROM table ... LOCK IN SHARE MODE;
        复制代码
 *  **意向排他锁**（intention exclusive lock, IX）：事务有意向对表中的某些行加**排他锁**（X锁）
    
        -- 事务要获取某些行的 X 锁，必须先获得表的 IX 锁。
        SELECT column FROM table ... FOR UPDATE;
        复制代码

即：`意向锁是有数据引擎自己维护的，用户无法手动操作意向锁`，在为数据行加共享 / 排他锁之前，InooDB 会先获取该数据行所在在数据表的对应意向锁。

### 意向锁要解决的问题 ###

我们先来看一下百度百科上对意向锁存在意义的描述：

> 如果另一个任务试图在该表级别上应用共享或排它锁，则受到由第一个任务控制的表级别意向锁的阻塞。第二个任务在锁定该表前不必检查各个页或行锁，而只需检查表上的意向锁。

设想这样一张 `users` 表： **MySql**，**InnoDB**，**Repeatable-Read**：users（id PK，name）

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>id</th> 
   <th>name</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>ROADHOG</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>Reinhardt</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>Tracer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>Genji</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>Hanzo</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td>Mccree</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

事务 A 获取了某一行的排他锁，并未提交：

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
    复制代码

事务 B 想要获取 `users` 表的表锁：

LOCK TABLES users READ;
    复制代码

因为共享锁与排他锁`互斥`，所以事务 B 在视图对 `users` 表加共享锁的时候，必须保证：

*  当前没有其他事务持有 users 表的排他锁。
 *  当前没有其他事务持有 users 表中任意一行的排他锁 。

为了检测是否满足第二个条件，事务 B 必须在确保 `users`表不存在任何排他锁的前提下，去检测表中的每一行是否存在排他锁。很明显这是一个效率很差的做法，但是有了**意向锁**之后，情况就不一样了：

### 意向锁的兼容互斥性 ###

意向锁是怎么解决这个问题的呢？首先，我们需要知道意向锁之间的兼容互斥性：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>意向共享锁（IS）</th> 
   <th>意向排他锁（IX）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>意向共享锁（IS）</strong></td> 
   <td>兼容</td> 
   <td>兼容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>意向排他锁（IX）</strong></td> 
   <td>兼容</td> 
   <td>兼容</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

即**意向锁之间是互相兼容的**，emmm……那你存在的意义是啥？

虽然意向锁和自家兄弟互相兼容，但是它会与普通的**排他 / 共享锁**互斥：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>意向共享锁（IS）</th> 
   <th>意向排他锁（IX）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>共享锁（S）</strong></td> 
   <td>兼容</td> 
   <td>互斥</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>排他锁（X）</strong></td> 
   <td>互斥</td> 
   <td>互斥</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**注意：这里的排他 / 共享锁指的都是表锁！！！意向锁不会与行级的共享 / 排他锁互斥！！！**

现在我们回到刚才 `users` 表的例子：

`事务 A` 获取了某一行的排他锁，并未提交：

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
    复制代码

此时 `users` 表存在两把锁：`users` 表上的**意向排他锁**与 id 为 6 的数据行上的**排他锁**。

事务 B 想要获取 users 表的共享锁：

LOCK TABLES users READ;
    复制代码

此时`事务 B` 检测事务 A 持有 `users` 表的**意向排他锁**，就可以得知`事务 A` 必然持有该表中某些数据行的**排他锁**，那么`事务 B` 对 `users` 表的加锁请求就会被排斥（阻塞），而无需去检测表中的每一行数据是否存在排他锁。

### 意向锁的并发性 ###

这就牵扯到我前面多次强调的一件事情：

**意向锁不会与行级的共享 / 排他锁互斥！！！**  
**意向锁不会与行级的共享 / 排他锁互斥！！！**  
**意向锁不会与行级的共享 / 排他锁互斥！！！**

重要的话要加粗说三遍，正因为如此，意向锁并不会影响到多个事务对不同数据行加排他锁时的并发性（不然我们直接用普通的表锁就行了）。

最后我们扩展一下上面 users 表的例子来概括一下意向锁的作用（一条数据从被锁定到被释放的过程中，可能存在多种不同锁，但是这里我们只着重表现意向锁）：

`事务 A` 先获取了某一行的**排他锁**，并未提交：

SELECT * FROM users WHERE id = 6 FOR UPDATE;
    复制代码

1.  `事务 A` 获取了 `users` 表上的**意向排他锁**。
2.  `事务 A` 获取了 id 为 6 的数据行上的**排他锁**。

之后`事务 B` 想要获取 `users` 表的**共享锁**：

LOCK TABLES users READ;
    复制代码

1.  `事务 B` 检测到`事务 A` 持有 `users` 表的**意向排他锁**。
2.  `事务 B` 对 `users` 表的加锁请求被阻塞（排斥）。

最后`事务 C` 也想获取 `users` 表中某一行的**排他锁**：

SELECT * FROM users WHERE id = 5 FOR UPDATE;
    复制代码

1.  `事务 C` 申请 `users` 表的**意向排他锁**。
2.  `事务 C` 检测到`事务 A` 持有 `users` 表的**意向排他锁**。
3.  因为意向锁之间并不互斥，所以`事务 C` 获取到了 `users` 表的**意向排他锁**。
4.  因为id 为 5 的数据行上不存在任何**排他锁**，最终`事务 C` 成功获取到了该数据行上的**排他锁**。

## 总结 ##

1.  InnoDB 支持`多粒度锁`，特定场景下，行级锁可以与表级锁共存。
2.  意向锁之间互不排斥，但除了 IS 与 S 兼容外，`意向锁会与 共享锁 / 排他锁 互斥`。
3.  IX，IS是表级锁，不会和行级的X，S锁发生冲突。只会和表级的X，S发生冲突。
4.  意向锁在保证并发性的前提下，实现了`行锁和表锁共存`且`满足事务隔离性`的要求。

### 参考资料： ###

*  [InnoDB 并发插入，居然使用意向锁？][InnoDB]
 *  [InnoDB 的意向锁有什么作用？][InnoDB 1]

### 扩展阅读： ###

*  [详解 MySql InnoDB 中的三种行锁（记录锁、间隙锁与临键锁）][MySql InnoDB]
 *  [论 MySql InnoDB 如何通过插入意向锁控制并发插入][MySql InnoDB 1]

[InnoDB]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%2FiViStnwUyypwTkQHWDIR_w
[InnoDB 1]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fwww.zhihu.com%2Fquestion%2F51513268
[MySql InnoDB]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5b8577c26fb9a01a143fe04e
[MySql InnoDB 1]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5b865859e51d4538e331ae9a