mysql锁机制（共享锁(S)、排他锁(X)、意向共享锁(IS)、意向排他锁(IX)的关系，死锁，乐观锁，悲观锁...）

1. 锁的基础与行锁的特点

1.1 概念

在开发多用户、数据库驱动的应用时，相当大的一个难点就是解决并发性的问题，目前比较常用的解决方案就是锁机制。

锁机制也是数据库系统区别于文件系统的一个关键特性。

InnoDB 存储引擎和 MyISAM 存储引擎使用的是完全不同的策略。

1.2 锁的类型

相比其他数据库而言，MySQL 的锁机制比较简单，而且不同的存储引擎支持不同的锁机制。

MyISAM 和 Memory 存储引擎使用的是表级锁,BDB 引擎使用的是页级锁，也支持表级锁。由于 BDB
引擎基本已经成为历史，因此就不再介绍了。

InnoDB 存储引擎既支持行级锁，也支持表级锁，默认情况下使用行级锁。

表级锁，它直接锁住的是一个表，开销小，加锁快，不会出现死锁的情况，锁定粒度大，发生锁冲突的概率更高，并发度最低。
行级锁，它直接锁住的是一条记录，开销大，加锁慢，发生锁冲突的概率较低，并发度很高。行级锁更适合大量按照索引条件并发更新少量不同的数据，同时还有并发查询的应用，比如一些在线事务处理系统，即OLTP（事务处理）。
页级锁，它是锁住的一个页面，在 InnoDB 中一个页面为16KB，它的开销介于表级锁和行级锁中间，也可能会出现死锁，锁定粒度也介于表级锁和行级锁中间，并发度也介于表级锁和行级锁中间。仅仅从锁的角度来说，表级锁更加适合于以查询为主的应用，只有少量按照索引条件更新数据的应用，比如大多数的 web 应用。

1.3 innodb锁

InnoDB 与 MyISAM 的相当大的两点不同在于： (1) 支持事务 (2) 采用行级锁

行级锁本身与表级锁的实现差别就很大，而事务的引入也带来了很多新问题，尤其是事务的隔离性，与锁机制息息相关。
数据库实现事务隔离的方式，基本可以分为两种：
(1) 在操纵数据之前，先对其加锁，防止其他事务对数据进行修改。这就需要各个事务串行操作才可以实现。
(2) 不加任何锁，通过生成一系列特定请求时间点的一致性数据快照，并通过这个快照来提供一致性读取。
上面的第二种方式就是数据多版本并发控制，也就是多版本数据库，一般简称为 MVCC 或者 MCC，它是 Multi Version Concurrency Control 的简写。
数据库的事务隔离越严格，并发的副作用就越小，当然付出的代价也就越大，因为事务隔离机制实质上是使得事务在一定程度上”串行化”,这与并行是矛盾的。

1.4 innodb锁类型

InnoDB 实现了下面两种类型的锁：

共享锁(S):允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。

排他锁(X):允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务获得相同数据集的共享读锁和排他写锁。

这里有个锁兼容和冲突的概念，如果在加一个锁的时候，另一个锁可以加上去，那么就是锁兼容。如果加上一个锁之后，拒绝其他的锁加上，那么就是锁冲突。

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

各种锁的兼容冲突情况如下：

X 和所有锁都冲突

IX 兼容 IX 和 IS

S 兼容 S 和 IS

IS 兼容 IS、IX 和 S

如果一个事务请求的锁模式与当前的锁兼容，InnoDB 就将请求的锁授予该事务，如果两者是冲突的，那么该事务就要等待锁释放。
对于 update、delete、insert 语句，InnoDB 会自动给设计到的数据集加排他锁即 X。
对于 select 语句，InnoDB 不会加任何锁。
可以使用如下语句来显式的给数据集加锁：

共享锁(S):select * from t1 where … lock in share mode;

排他锁(X):select * from t1 where … for update;

我们可以用 select …in share mode 来获得共享锁，主要用在数据依存关系时来确认某行记录是否存在，并确认没有人对这个记录进行 update 或者 delete 操作。
我们可以使用 select… for update 来获得排他锁，它会拒绝其他事务在其上加其他锁。

1.5 锁对于语句的加锁

排它锁

当前事务给一行数据加锁，那么其他事务将不能在对数据做任何操作，即：不能读不能写，也不能与其他锁一起使用
语法格式如下：

--给`user`表id为1的数据加排它锁
start transaction--开启事务
select * from `user` where id=1 for update;--给id为1的数据加排它锁
commit;--提交事务
rollback;--回滚事务

共享锁

当前事务给一行数据加共享锁，那么其他事务可以加共享锁，但不能加排它锁。即：能读不能写，可以与共享锁一起使用，但不能与排它锁一起使用；
语法格式如下：

--给`user`表id为1的数据加共享锁
start transaction--开启事务
select * from `user` where id=1 lock in share mode;--给id为1的数据加共享锁
commit;--提交事务
rollback;--回滚事务

2. 死锁的产生于处理

死锁产生的原因

死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用，它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。表级锁不会产生死锁.所以解决死锁主要还是针对于最常用的InnoDB。

死锁的关键在于：两个(或以上)的Session加锁的顺序不一致。
那么对应的解决死锁问题的关键就是：让不同的session加锁有次序

死锁的现象
事务1事务2分别对id为1与id为2的数据进行排它锁加锁，随后进行交叉的数据修改。
尽可能的避免事务死锁

以固定的顺序访问表和行。比如对第2节两个job批量更新的情形，简单方法是对id列表先排序，后执行，这样就避免了交叉等待锁的情形；又比如对于3.1节的情形，将两个事务的sql顺序调整为一致，也能避免死锁。

大事务拆小。大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小。

在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率。

降低隔离级别。如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁。

为表添加合理的索引。可以看到如果不走索引将会为表的每一行记录添加上锁，死锁的概率大大增大。

3. 乐观锁与悲观锁的解释

悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。
乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

MVCC-多版本并发控制实现乐观锁

多版本并发控制 (Multiversion concurrency control， MCC 或 MVCC)，是数据库管理系统常用的一种并发控制，也用于程序设计语言实现事务内存。

总的来说，MVCC 的出现就是数据库不满用悲观锁去解决读 - 写冲突问题，因性能不高而提出的解决方案。
当前读和快照读

当前读
像 select lock in share mode (共享锁), select for update ; update, insert ,delete (排他锁)
这些操作都是一种当前读，为什么叫当前读？就是它读取的是记录的最新版本，读取时还要保证其他并发事务不能修改当前记录，会对读取的记录进行加锁。

快照读
像不加锁的 select 操作就是快照读，即不加锁的非阻塞读；快照读的前提是隔离级别不是未提交读和串行化级别，因为未提交读总是读取最新的数据行，而不是符合当前事务版本的数据行。而串行化则会对所有读取的行都加锁

优缺点
MVCC 使大多数读操作都可以不用加锁，这样设计使得读数据操作很简单，性能很好，并且也能保证只会读取到符合标准的行。不足之处是每行记录都需要额外的存储空间，需要做更多的行检查工作，以及一些额外的维护工作。

4. 间隙锁与行锁升级为表锁

间隙锁

当我们用范围条件而不是相等条件检索数据，并请求共享或排他锁时，InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁；对于键值在条件范围内但不存在的记录，叫做“间隙(GAP)”，InnoDB也会对这个“间隙”加锁，这种锁机制就是所谓的间隙锁(NEXT-KEY)锁。

危害:
因为Query执行过程中通过范围查找的话，他会锁定整个范围内所有的索引键值，即使这个键值并不存在。间隙锁有一个比较致命的弱点，就是当锁定一个范围键值之后，即使某些不存在的键值也会被无辜的锁定，而造成在锁定的时候无法插入锁定值范围内的任何数据，在某些场景下这可能会针对性造成很大的危害。

行锁升级为表锁

众所周知，MySQL 的 InnoDB 存储引擎支持事务，支持行级锁（innodb的行锁是通过给索引项加锁实现的）。得益于这些特性，数据库支持高并发。如果 InnoDB 更新数据使用的不是行锁，而是表锁呢？是的，InnoDB 其实很容易就升级为表锁，届时并发性将大打折扣了。

常用的索引有三类：主键、唯一索引、普通索引。主键不由分说，自带最高效的索引属性；唯一索引指的是该属性值重复率为0，一般可作为业务主键，例如学号；普通索引与前者不同的是，属性值的重复率大于0，不能作为唯一指定条件，例如学生姓名。

在不使用索引的情况下进行加锁

运行结果如下：

在不给age字段加索引的情况下进行排它锁的加锁操作，可以看到尽管加锁的数据是不同的，但是事务2在加锁时出现了所等待现象。说明此时事务1从行锁升级为表锁，导致事务2在给age=10的数据加锁时出现了所等待现象。

在使用普通索引的情况进行加锁

alter table user add index idx_age(age); --给age字段加个索引

运行结果：

在加了索引之后，再一次进行以上操作，可以看到，user表不在进行表锁，那是因为行锁是建立在索引字段的基础上，如果行锁定的列不是索引列则会升级为表锁

范围性查询测试

运行结果：

当要进行加锁的数据不确定时，也一样会是表锁。

总结：

行锁是建立在索引的基础上。
普通索引的数据重复率过高导致索引失效，行锁升级为表所

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