深入研究MySQL意向锁

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB 分布式版,标准版 2核8GB
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,Serverless 5000PCU 100GB
云原生数据库 PolarDB PostgreSQL 版,企业版 4核16GB
推荐场景:
HTAP混合负载
简介: MySQL意向锁是一种特殊的表级锁,由InnoDB存储引擎在操作数据之前自动添加,无需用户干预。它分为意向共享锁(IS)和意向排他锁(IX)两种。意向锁的主要作用是协调行锁和表锁的关系,优化加锁策略,避免全表扫描判断是否存在行锁。意向锁之间不会冲突,但会与表级别的排他锁冲突,从而确保数据库并发访问的一致性和完整性。简而言之,意向锁提高了数据库并发操作的性能和效率。

2.1 意向锁

2.1.1 意向锁的概念

意向锁的存在是为了协调行锁和表锁的关系,用于优化InnoDB加锁的策略意向锁的主要功能就是:避免为了判断表是否存在行锁而去全表扫描

意向锁是由InnoDB在操作数据之前自动加的,不需要用户干预;

  • 意向共享锁(IS锁):事务在请求S锁前,要先获得IS锁
  • 意向排他锁(IX锁):事务在请求X锁前,要先获得IX锁

场景举例(假设此时没有意向锁):假设事务A锁住了表中的一行记录,之后,事务B申请整个表的写锁。数据库需要避免这种冲突,需要让B的申请被阻塞,直到A释放了行锁。数据库要怎么判断这个冲突呢?



  • 方式1):判断表中的每一行是否已被行锁锁住(效率非常低)
  • 方式2):直接判断整表是否已被其他事务用表锁锁表

意向锁就是在这个时候发挥作用的,有了意向锁。在意向锁存在的情况下,事务A必须先申请表的意向共享锁(表级锁),成功后再申请一行的行锁。下次事务B去申请表的排它锁时,发现有意向共享锁,说明表中肯定有某些行被锁住了,事务B将会阻塞;

当我们需要加一个排他锁时,需要根据意向锁去判断表中有没有数据行被锁定;

(1)如果意向锁是行锁,则需要遍历每一行数据去确认;

(2)如果意向锁是表锁,则只需要判断一次即可知道有没数据行被锁定,提升性能。

因此,意向锁是表级别的;

2.1.2 意向锁的应用

测试IS和IX之间是共享的,意向锁(共享和排他)和表级别的X锁是冲突的;

  • 测试数据:
drop table if exists test4;
CREATE TABLE `test4`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) ,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = innodb ;
INSERT INTO test4 VALUES(1,'aa');
INSERT INTO test4 VALUES(2,'bb');
INSERT INTO test4 VALUES(3,'cc');

【案例测试】

session-01

session-02

begin;



begin;

select * from test4 where id=1 lock in share mode; -- 申请这行的共享锁



select * from  test4 for update;   -- 申请整表的排它锁(阻塞)

示意图:

①事务A申请整个表的IS锁,成功。

②事务A申请id=2这一行的S锁,成功。

③事务B申请整个表的IX锁,成功。因为IS和IX锁是兼容的,并且IX锁和行级别的S锁也是兼容的。

④事务B申请整个表的X锁,失败。因为表级别的X锁和IS锁是冲突的。

Tips:有了意向锁,在事务B申请整表的排它锁时,直接判断该表有没有意向锁即可(判断一次)。MySQL就可以很轻松判断这个表中是否记录被锁住了;

2.1.3 意向锁与X/S锁的关系

我们之前说过,事务A在锁定一行记录时,会先加上意向锁(表级别),之后事务B申请整个表的排它锁时,先加上意向排它锁,发现该表已经被加上意向锁了,但是意向锁之间是兼容的,可以申请成功,之后事务B尝试申请表级别排它锁,申请锁失败,被阻塞;因为表级别的排它锁和意向锁是冲突的;

需要注意的是,虽然表级别的排它锁和意向锁之间的冲突的,但是行级别的排它锁和意向锁之间却是兼容的;我们观察下面案例:

【测试案例】

测试意向锁和行级S/X锁是兼容的,并且所有的意向锁直接都是兼容的

session-01

session-02

begin;



begin;

-- 申请这行的共享锁 select * from test3 where id=1 lock in share mode;



select * from test3 where id=2 for update;  -- 申请这行的排它锁

示意图:

①事务A申请整个表的IS锁,成功。

②事务A申请id=2这一行的S锁,成功。

③事务B申请整个表的IX锁,成功。因为IS和IX锁是兼容的,并且IX锁和行级别的S锁也是兼容的。

④事务B申请整个id=3这一行的X锁,成功。因为行级别的X锁和IS锁是兼容的。

Tips:意向锁与行级的S/X锁之间的兼容的

关系如下:


X

IX

S

IS

X(表级)

Conflict

Conflict

Conflict

Conflict

S(表级)

Conflict

Conflict

Compatible

Compatible

X(行级)

Conflict/Compatible

Compatible

Conflict/Compatible

Compatible

S(行级)

Conflict/Compatible

Compatible

Compatible

Compatible

注意:意向锁不会与行级的S / X锁互斥,只会与表级别的S / X锁互斥;而S/X锁之间的互斥要看两个事务是否是操作同一行。

获取行级X锁时,行级X锁不会因为有别的事务上了IX而阻塞,mysql是允许多个行级X锁同时存在的,只要他们不是针对相同的数据行。

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