一文詳解MySQL不同隔離級(jí)別都使用什么鎖

更新時(shí)間：2022年09月08日 08:56:10 作者：陳樹(shù)義

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了在MySQL中不同隔離級(jí)別都會(huì)使用什么鎖，文中的示例代碼講解詳細(xì)，對(duì)我們學(xué)習(xí)MySQL有一定幫助，需要的可以參考一下

在上篇文章，我們聊了「MySQL 啥時(shí)候會(huì)用表鎖，啥時(shí)候用行鎖」這個(gè)問(wèn)題。在文章中，我們還留了一個(gè)問(wèn)題，即：如果查詢(xún)或更新時(shí)的數(shù)據(jù)特別多，是否從行鎖會(huì)升級(jí)為表鎖？

此外，還有朋友留言說(shuō)到：不同的隔離級(jí)別可能會(huì)用不同的鎖，可以結(jié)合隔離級(jí)別來(lái)聊聊。其實(shí)上面雖然是兩個(gè)問(wèn)題，但如果你把不同隔離級(jí)別下的加鎖問(wèn)題搞清楚了，那么第一個(gè)問(wèn)題自然也清楚了。

今天，就讓我?guī)е蠹襾?lái)聊聊不同隔離級(jí)別下，都會(huì)使用什么鎖！

文章思維導(dǎo)圖

說(shuō)透 MySQL 鎖機(jī)制

在深入探討不同隔離級(jí)別的鎖內(nèi)容之前，我們需要先回顧一下關(guān)于 MySQL 鎖的本質(zhì)以及一些基礎(chǔ)內(nèi)容，這樣有利于我們后續(xù)的理解。

對(duì)于 MySQL 來(lái)說(shuō)，如果只支持串行訪問(wèn)的話，那么其效率會(huì)非常低。因此，為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率，MySQL 需要支持并發(fā)訪問(wèn)。

而在并發(fā)訪問(wèn)的情況下，會(huì)發(fā)生各種各樣的問(wèn)題，例如：臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，就出現(xiàn)了事務(wù)隔離級(jí)別。

本質(zhì)上，事務(wù)隔離級(jí)別就是為了解決并發(fā)訪問(wèn)下的數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題的。不同的事務(wù)隔離級(jí)別，解決了不同程度的數(shù)據(jù)一致性。

而我們所說(shuō)的全局鎖、表鎖、行級(jí)鎖等等，其實(shí)都是事務(wù)隔離級(jí)別的具體實(shí)現(xiàn)。而 MVCC、意向鎖，則是一些局部的性能優(yōu)化。

上面這段話，基本上就是對(duì) MySQL 鎖機(jī)制很透徹的理解。當(dāng)我們懂了這些概念之間的關(guān)系之后，我們才能更加清晰地理解知識(shí)點(diǎn)。

事務(wù)隔離級(jí)別

相信大家都知道，MySQL 的事務(wù)隔離級(jí)別有如下 4 個(gè)，分別是：

讀未提交
讀已提交（READ COMMITTED)
可重復(fù)讀（REPEATABLE READ）
串行化

讀未提交，可以讀取到其他事務(wù)還沒(méi)提交的數(shù)據(jù)。 在這個(gè)隔離級(jí)別下，由于可以讀取到未提交的值，因此會(huì)產(chǎn)生「臟讀」問(wèn)題。舉個(gè)例子：A 事務(wù)更新了 price 為 30，但還未提交。此時(shí) B 事務(wù)讀取到了 price 為 30，但后續(xù) A 事務(wù)回滾了，那么 B 事務(wù)讀取到的 price 就是錯(cuò)的（臟的）。

讀已提交，只能讀到其他事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。 這個(gè)隔離級(jí)別解決了臟讀的問(wèn)題，不會(huì)讀到未提交的值，但是卻會(huì)產(chǎn)生「不可重復(fù)讀」問(wèn)題?！覆豢芍貜?fù)讀」指的是在同一個(gè)事務(wù)范圍內(nèi)，前后兩次讀取到的數(shù)據(jù)不一樣。舉個(gè)例子：A 事務(wù)第 1 次讀取了 price 為 10。

隨后 B 事務(wù)將 price 更新為 20，接著 A 事務(wù)再次讀取 price 為 30。A 事務(wù)前后兩次讀取到的數(shù)據(jù)是不一樣的，這就是不可重復(fù)讀。

思考題：MySQL 讀已提交可以解決臟讀問(wèn)題，那它具體是如何解決的？

可重復(fù)讀，指的是同一事務(wù)范圍內(nèi)讀取到的數(shù)據(jù)是一致的。 這個(gè)隔離級(jí)別解決了「不可重復(fù)讀」的問(wèn)題，只要是在同一事務(wù)范圍內(nèi)，那么讀取到的數(shù)據(jù)就是一樣的。對(duì)于 MySQL Innodb 來(lái)說(shuō)，其實(shí)通過(guò) MVCC 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但「可重復(fù)讀」隔離級(jí)別會(huì)產(chǎn)生幻讀問(wèn)題，即對(duì)于某個(gè)范圍的數(shù)據(jù)讀取，前后兩次可能讀取到不同的結(jié)果。

舉個(gè)例子：數(shù)據(jù)庫(kù)中有 price 為 1、3、5 三個(gè)商品，此時(shí) A 事務(wù)查詢(xún) price < 10 的商品，查詢(xún)到了 3 個(gè)商品。隨后 B 事務(wù)插入了一條 price 為 7 的商品。接著 A 事務(wù)繼續(xù)查詢(xún) price < 10 的商品，這次卻查詢(xún)到了 4 個(gè)商品。

可以看到「幻讀」與「不可重復(fù)讀」是有些類(lèi)似的，只是「不可重復(fù)讀」更多指的是某一條記錄，而「幻讀」指的則是某個(gè)范圍數(shù)據(jù)。對(duì)于 MySQL Innodb 來(lái)說(shuō)，其通過(guò)行級(jí)鎖級(jí)別的 Gap Lock 解決了幻讀的問(wèn)題。

串行化，指的是所有事務(wù)串行執(zhí)行。 這個(gè)就最簡(jiǎn)單了，不用去競(jìng)爭(zhēng)，一個(gè)個(gè)去執(zhí)行，但是效率也是最低的。

MySQL 鎖類(lèi)型

在 MySQL 中有全局鎖、表級(jí)鎖、行級(jí)鎖三種類(lèi)型，其中比較關(guān)鍵的是表級(jí)鎖盒行級(jí)鎖。

對(duì)于表級(jí)鎖而言，其又分為表鎖、元數(shù)據(jù)鎖、意向鎖三種。對(duì)于元數(shù)據(jù)鎖而言，基本上都是數(shù)據(jù)庫(kù)自行操作，我們無(wú)須關(guān)心。在 Innodb 存儲(chǔ)存儲(chǔ)引擎中，表鎖也用得比較少。

對(duì)于行級(jí)鎖而言，其又記錄鎖、間隙鎖、Next-Key 鎖。記錄鎖就是某個(gè)索引記錄的鎖，間隙鎖就是兩個(gè)索引記錄之間的空隙鎖，Next-Key 則是前面兩者的結(jié)合。

在 Innodb 存儲(chǔ)引擎中，我們可以通過(guò)下面的命令來(lái)查詢(xún)鎖的情況。

//?開(kāi)啟鎖的日志
set?global?innodb_status_output_locks=on;?
//?查看innodb引擎的信息(包含鎖的信息)
show?engine?innodb?status\G;

查詢(xún)結(jié)果一般如下圖所示：

上面幾種不同類(lèi)型的鎖，其各自的關(guān)鍵字為：

表級(jí)的意向排它鎖（IX）：lock mode IX。
表級(jí)的插入意向鎖（LOCK_INSERT_INTENTION）: lock_mode X locks gap before rec insert intention
行級(jí)的記錄鎖（LOCK_REC_NOT_GAP）: lock_mode X locks rec but not gap
行級(jí)的間隙鎖（LOCK_GAP）: lock_mode X locks gap before rec
行級(jí)的 Next-key 鎖（LOCK_ORNIDARY）: lock_mode X

通過(guò)上面的命令，我們就可以知道不同的事務(wù)隔離級(jí)別使用了哪些鎖了。

接下來(lái)，我們一個(gè)個(gè)來(lái)看看：不同事務(wù)隔離級(jí)別，都使用了哪些鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)。

讀未提交

首先，我們創(chuàng)建一個(gè) price_test 表并插入一些測(cè)試數(shù)據(jù)。

//?創(chuàng)建?price_test?表
CREATE?TABLE?`test`.`price_test`?(
??`id`?BIGINT(64)?NOT?NULL?AUTO_INCREMENT,
??`name`?varchar(32)?not?null,
??`price`?INTEGER(4)?NULL,
??PRIMARY?KEY?(`id`));
//?插入測(cè)試數(shù)據(jù)
INSERT?INTO?price_test(name,price)?values('apple',?10);

接著，我們打開(kāi)兩個(gè)命令行窗口，并且都修改事務(wù)隔離級(jí)別為「讀未提交」。

//?設(shè)置隔離級(jí)別
SET?session?TRANSACTION?ISOLATION?LEVEL?READ?UNCOMMITTED;
//?查看隔離級(jí)別
select?@@transaction_isolation;

接著，事務(wù) A 執(zhí)行如下命令，查詢(xún)出 id 為 1 記錄的 price 值。

//?執(zhí)行命令
beign;
select?*?from?price_test?where?id?=?1;
//?執(zhí)行結(jié)果
+----+-------+-------+
|?id?|?name??|?price?|
+----+-------+-------+
|??1?|?apple?|????10?|
+----+-------+-------+
1?row?in?set?(0.00?sec)

接著，事務(wù) B 執(zhí)行如下命令，修改 price 為 20。

begin;
update?price_test?set?price?=?20?where?id?=?1;

接著，事務(wù) A 再次讀取 id 為 1 記錄的 price 值。

select?*?from?price_test?where?id?=?1;

從下圖可以看到，事務(wù) A 讀取到了事務(wù) B 未提交的數(shù)據(jù)，這其實(shí)就是臟讀了。

從這個(gè)例子，我們可以得出一些結(jié)論：在「讀未提交」事務(wù)隔離級(jí)別下，讀寫(xiě)是可以同時(shí)進(jìn)行的，不會(huì)阻塞。

看到這里，我突然想到了一個(gè)問(wèn)題：那么寫(xiě)寫(xiě)是否會(huì)阻塞阻塞呢？

接下來(lái)，我們繼續(xù)做一個(gè)測(cè)試：事務(wù) A 和事務(wù) B 同時(shí)對(duì) id 為 1 的記錄進(jìn)行更新，看看是否能夠更新成功。

如上圖所示，我先用如下命令在事務(wù) A（上邊的窗口）執(zhí)行，將 price 修改為 15。

begin;
update?price_test?set?price?=?15?where?id?=?1;

結(jié)果執(zhí)行成功了，但此時(shí)事務(wù) A 還未提交。

接著，我先用如下命令在事務(wù) B（下邊的窗口）執(zhí)行，將 price 修改為 20。

從圖中可以看到，事務(wù) B 阻塞卡住了。

從這個(gè)例子，我們可以得出結(jié)論：在「讀未提交」事務(wù)隔離級(jí)別下，寫(xiě)寫(xiě)不可以同時(shí)進(jìn)行的，會(huì)阻塞。

此時(shí)，我們通過(guò)查看鎖信息可以看到，其是加上一個(gè)行級(jí)別的記錄鎖，如下圖所示。

當(dāng)我使用 rollback 命令回滾事務(wù) A 之后，事務(wù) B 立刻就執(zhí)行了，并且事務(wù) A 還讀取到了事務(wù) B 設(shè)置的值，如下圖所示。

有些小伙伴會(huì)說(shuō)：如果指定了非索引的列作為查詢(xún)條件，是否會(huì)觸發(fā)間隙鎖呢？

接下來(lái)我們測(cè)試一下。

我們往 price_test 表再插入一條數(shù)據(jù)，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)如下所示。

接著，我們?cè)谑聞?wù) A 執(zhí)行如下命令，查詢(xún) price > 15 的記錄。

mysql>?begin;
Query?OK,?0?rows?affected?(0.00?sec)
mysql>?select?*?from?price_test?where?price?>?15?for?update;
+----+--------+-------+
|?id?|?name???|?price?|
+----+--------+-------+
|??2?|?orange?|????30?|
+----+--------+-------+
1?row?in?set?(0.00?sec)

接著，我們?cè)谑聞?wù) B 執(zhí)行如下命令，查詢(xún) price > 5 的記錄。

begin;
select?*?from?price_test?where?price?>?5?for?update;

從如下結(jié)果可以看到，事務(wù) B 阻塞住了。

此時(shí)我們?cè)谑聞?wù) A 查看鎖的情況，如下圖所示。

從上圖可以看出，MySQL 只是加上了一個(gè)記錄鎖，并沒(méi)有加間隙鎖。

最后我們總結(jié)一下：在「讀未提交」隔離級(jí)別下，讀寫(xiě)操作可以同時(shí)進(jìn)行，但寫(xiě)寫(xiě)操作無(wú)法同時(shí)進(jìn)行。與此同時(shí)，該隔離級(jí)別下只會(huì)使用行級(jí)別的記錄鎖，并不會(huì)用間隙鎖。

讀已提交

在「讀已提交」隔離級(jí)別下，我們按之前的方式進(jìn)行測(cè)試。

首先，我們?cè)O(shè)置一下隔離級(jí)別為「讀已提交」。

//?設(shè)置隔離級(jí)別
SET?session?TRANSACTION?ISOLATION?LEVEL?READ?COMMITTED;
//?查看隔離級(jí)別
select?@@transaction_isolation;

接著，我們測(cè)試同時(shí)對(duì) id 為 1 的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，看看會(huì)發(fā)生什么。

事務(wù) A 執(zhí)行如下命令：

begin;
update?price_test?set?price?=?15?where?id?=?1;

事務(wù) B 執(zhí)行如下命令

begin;
update?price_test?set?price?=?20?where?id?=?1;

事務(wù) B 阻塞了。查看下鎖信息，如下圖所示。

可以看到，其鎖是一個(gè)行級(jí)別的記錄鎖，結(jié)果和「讀未提交」的是一樣的。

接下來(lái)，我們繼續(xù)看看范圍的查詢(xún)是否會(huì)觸發(fā)間隙鎖。

事務(wù) A 執(zhí)行：

begin;
select?*?from?price_test?where?price?>?5?for?update;

事務(wù) B 執(zhí)行：

begin;
select?*?from?price_test?where?price?>?15?for?update;

事務(wù) B 會(huì)阻塞，查看鎖信息如下圖所示。

可以看到，還是只有一個(gè)行級(jí)別的記錄鎖，并沒(méi)有間隙鎖。

看到這里，你會(huì)發(fā)現(xiàn)「讀已提交」和「讀未提交」非常相似。那么它們具體有啥區(qū)別呢？

其實(shí)他們的最大區(qū)別，就是「讀已提交」解決了臟讀的問(wèn)題。

可重復(fù)讀

在「讀已提交」隔離級(jí)別下，我們按之前的方式進(jìn)行測(cè)試。

首先，我們?cè)O(shè)置一下隔離級(jí)別為「讀已提交」。

//?設(shè)置隔離級(jí)別
SET?session?TRANSACTION?ISOLATION?LEVEL?REPEATABLE?READ;
//?查看隔離級(jí)別
select?@@transaction_isolation;

接著，我們測(cè)試同時(shí)對(duì) id 為 1 的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，看看會(huì)發(fā)生什么。

事務(wù) A 執(zhí)行如下命令：

begin;
update?price_test?set?price?=?15?where?id?=?1;

事務(wù) B 執(zhí)行如下命令

begin;
update?price_test?set?price?=?20?where?id?=?1;

事務(wù) B 阻塞了。查看下鎖信息，毫無(wú)疑問(wèn)，其實(shí)這里還是只會(huì)有間隙鎖，因?yàn)橹付怂饕?/p>

接下來(lái)，我們繼續(xù)看看范圍的查詢(xún)是否會(huì)觸發(fā)間隙鎖。

事務(wù) A 執(zhí)行：

begin;
select?*?from?price_test?where?price?>?5?for?update;

事務(wù) B 執(zhí)行：

begin;
select?*?from?price_test?where?price?>?15?for?update;

事務(wù) B 會(huì)阻塞，查看鎖信息如下圖所示。

可以看到，在這里就變成了 Next-Key 鎖，就是記錄鎖和間隙鎖結(jié)合體。

總結(jié)一下：在「可重復(fù)讀」隔離級(jí)別下，使用了記錄鎖、間隙鎖、Next-Key 鎖三種類(lèi)型的鎖。

值得一提的是，我們前面說(shuō)過(guò)：可重復(fù)讀存在幻讀的問(wèn)題，但實(shí)際上在 MySQL 中，因?yàn)槠涫褂昧碎g隙鎖，所以在「可重復(fù)讀」隔離級(jí)別下，其實(shí)不存在幻讀問(wèn)題。因此，MySQL 將「可重復(fù)讀」作為了其默認(rèn)的隔離級(jí)別。