MySQL锁机制全面解析
1. 锁的分类概述
MySQL的锁机制可以从多个维度进行分类，主要包括：
- 按锁的性质：
共享锁（S锁）、排他锁（X锁）。 - 按锁的实现方式：
悲观锁、乐观锁。 - 按锁的粒度：
表级锁、行级锁、页面锁。 - 按锁的具体行为：
记录锁、间隙锁、临键锁。
2. 锁的详细解析
2.1 共享锁（S锁）与排他锁（X锁）
共享锁（Shared Lock, S锁）
定义：允许多个事务同时读取同一资源，但会阻塞其他事务对该资源的写操作。
语法：
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE; -- MySQL 8.0 之前
SELECT ... FOR SHARE; -- MySQL 8.0 之后
特点：
- 读锁之间不互斥。
- 读锁与写锁互斥。
排他锁（Exclusive Lock, X锁）
定义：一个事务获取排他锁后，其他事务不能对该资源进行任何读写操作。
语法：
SELECT ... FOR UPDATE;
特点：
- 写锁之间互斥。
- 写锁与读锁互斥。
2.2 悲观锁与乐观锁
悲观锁（Pessimistic Lock）
定义：假设并发冲突经常发生，因此在访问数据前先加锁。
实现方式：
- 通过SELECT … FOR UPDATE或SELECT … FOR SHARE实现。
适用场景：
- 写操作频繁的场景。
- 对数据一致性要求高的场景。
乐观锁（Optimistic Lock）
定义：假设并发冲突很少发生，通过版本号或时间戳实现无锁并发控制。
实现方式：
- 在表中增加version字段，更新时检查版本号是否一致。
示例：
UPDATE table SET column = value, version = version + 1 WHERE id = ? AND version = ?;
适用场景：
- 读多写少的场景。
- 对性能要求高的场景。
2.3 表级锁、行级锁与页面锁
表级锁（Table Lock）
定义：锁定整张表。
特点：
- 开销小，加锁快。
- 并发度低。
适用场景：
- 数据量小、并发要求不高的场景。
- MyISAM引擎默认使用表级锁。
行级锁（Row Lock）
定义：锁定表中的某一行。
特点：
- 开销大，加锁慢。
- 并发度高。
适用场景：
- 高并发、写操作频繁的场景。
- InnoDB引擎默认使用行级锁。
页面锁（Page Lock）
定义：锁定表中的一页（通常为4KB）。
特点：
- 开销和并发度介于表锁和行锁之间。
适用场景：
- 中等并发、数据量较大的场景。
2.4 记录锁、间隙锁与临键锁
记录锁（Record Lock）
- 定义：锁定索引中的一条记录。
特点：
- 仅锁定符合条件的单条记录。
示例：
SELECT * FROM table WHERE id = 1 FOR UPDATE;
间隙锁（Gap Lock）
定义：锁定索引记录之间的间隙，防止其他事务插入数据。
特点：
- 仅存在于可重复读（REPEATABLE READ）隔离级别。
- 防止幻读。
示例：
SELECT * FROM table WHERE id BETWEEN 1 AND 10 FOR UPDATE;
临键锁（Next-Key Lock）
定义：记录锁与间隙锁的组合，锁定索引记录及其前面的间隙。
特点：
- InnoDB默认的行锁实现方式。
- 防止幻读。
示例：
SELECT * FROM table WHERE id > 5 FOR UPDATE;
3. 锁的对比与总结
| 锁类型 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 共享锁 | 允许多个事务读，阻塞写 | 读多写少的场景 |
| 排他锁 | 阻塞其他事务的读写 | 写操作频繁的场景 |
| 悲观锁 | 先加锁后操作 | 高并发写场景 |
| 乐观锁 | 通过版本号控制 | 读多写少的场景 |
| 表级锁 | 锁定整张表，开销小 | 数据量小、并发要求低的场景 |
| 行级锁 | 锁定单行，开销大 | 高并发、写操作频繁的场景 |
| 页面锁 | 锁定一页数据，开销适中 | 中等并发、数据量较大的场景 |
| 记录锁 | 锁定单条记录 | 精确锁定某一行 |
| 间隙锁 | 锁定索引间隙，防止插入 | 防止幻读 |
| 临键锁 | 记录锁+间隙锁 | InnoDB默认行锁实现 |
4. 实际应用建议
合理选择锁粒度：
- 高并发场景优先使用行级锁。
- 低并发场景可以使用表级锁以减少开销。
避免死锁：
- 按固定顺序访问表和行。
- 减少事务持有锁的时间。
优化索引设计：
- 确保查询使用索引，避免行锁退化为表锁。