引言

        锁是数据库管理并发访问的另一种核心机制，与 MVCC 相辅相成。本文将系统梳理 MySQL InnoDB 中锁的粒度、类型和工作原理，并深入探讨它如何与事务隔离级别配合，共同保障数据的一致性和完整性。

一、 锁的粒度：由粗到细

        InnoDB 支持多种粒度的锁，允许系统在锁开销和数据安全性之间进行权衡：

1. 全局锁：锁定整个数据库实例，主要用于全库逻辑备份，影响巨大。

2. 表级锁：锁定整张表，主要包括：

   • 元数据锁 (MDL)：由 Server 层实现，保证读写的表结构一致性。

   • 意向锁 (Intention Locks)：一种表级锁，用于快速判断表内是否有行锁。它表明“一个事务想要在表中的某些行上获取共享锁或排他锁”。

     • 意向共享锁 (IS)：事务打算给某些行加S锁。

     • 意向排他锁 (IX)：事务打算给某些行加X锁。

   • AUTO-INC 锁：一种特殊的表级锁，用于在插入时生成自增列的值。在 MySQL 8.0 中，轻量级模式已大幅减少其影响。

3. 行级锁：InnoDB 并发能力的核心，锁定索引记录。

二、 行级锁的三种算法

        行锁是 InnoDB 的精髓，它包含三种算法，用于在不同场景下防止幻读和数据冲突：

1. 记录锁 (Record Lock)：锁定索引中的一条具体记录。

2. 间隙锁 (Gap Lock)：锁定索引记录之间的间隙（开区间），防止其他事务在这个间隙中插入新记录，从而有效防止幻读。

3. 临键锁 (Next-Key Lock)：记录锁 + 间隙锁的组合，锁定一个记录及其前面的间隙（左开右闭区间）。它是 InnoDB 在 可重复读 (RR) 隔离级别下默认的行锁算法。

三、 锁的兼容性与死锁

• 共享锁 (S) 与排他锁 (X)：基本的行锁类型。

  • S锁（读锁）：允许其他事务读，但不能写。SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 会加 S锁。

  • X锁（写锁）：不允许其他事务读（当前读）或写。UPDATE, DELETE, INSERT, SELECT ... FOR UPDATE 会加 X锁。

  • S锁与S锁兼容，S锁与X锁、X锁与X锁互斥。

• 死锁：不同的事务以不同的顺序请求和持有锁，导致互相等待。InnoDB 有死锁检测机制，会自动选择回滚其中一个代价较小的事务。

四、 锁与隔离级别的实战

        锁的使用策略与隔离级别密不可分：

• READ COMMITTED (RC)：

  • 快照读：使用 MVCC，无锁。

  • 当前读（FOR UPDATE等）及写操作：仅使用记录锁。因为不加间隙锁，所以无法避免幻读。

• REPEATABLE READ (RR)：

  • 快照读：使用 MVCC，无锁。

  • 当前读及写操作：使用临键锁（Next-Key Lock），通过在搜索范围内加锁，彻底杜绝幻读。（特例：唯一索引的唯一查询会退化为记录锁）。

• SERIALIZABLE (可串行化)：

  • 所有读操作（即使是普通 SELECT）都会自动转换为 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE，即加共享锁。读写严重互斥，并发性能最低。

五、 特殊锁：插入意向锁 (Insert Intention Locks)

        这是一种特殊的间隙锁，不是表级意向锁。它在执行 INSERT 操作前设置，表示想往某个间隙里插入一条记录。它的存在是为了提高并发插入的性能：

• 多个事务可以在同一个间隙上同时持有插入意向锁（只要插入的位置不同）。

• 但它会与独占的间隙锁/临键锁冲突。这正是防止幻读的关键：一个事务持有间隙锁，另一个事务的插入意向锁就会被阻塞。

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