什么是数据库锁?

在数据库中，锁是一种协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制。

有哪些锁？

  1. 按锁的粒度划分，可分为行级锁、表级锁、页级锁。（mysql支持）
  2. 按锁级别划分，可分为共享锁（读锁）、排他锁（写锁）、意向锁
  3. 按使用方式划分，可分为乐观锁、悲观锁
  4. 按加锁方式划分，可分为隐式锁（自动锁）、显式锁
  5. 按操作划分，可分为DML锁、DDL锁

    行级锁

    行级锁可以最大程度地支持并发处理（同时也带来了最大的锁开销）,即并发最高。
    支持引擎：InnoDB
    特点：开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发最高。
    行级锁分为行共享锁和行排他锁。
    1. # 共享锁（S）：SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;  -- 查出的记录行都会被锁住
    2. # 排他锁（X)：SELECT ... FOR UPDATE;  -- 查出的记录行都会被锁住

表级锁

表锁是MySQL中最基本的锁策略，并且是开销最小的策略。也是MySQL中锁定粒度最大的。它会锁定整张表。
特点：开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发出锁冲突的概率最高，并发最低。
支持引擎：MyISAM、MEMORY、InNoDB
分类：表级锁定分为表共享读锁（共享锁）与表独占写锁（排他锁）

  1. #上锁：lock table 表名 read(write),表名 read(write)，.....;
  2. #解锁：unlock tables; -- UNLOCK TABLES释放被当前会话持有的任何锁

页级锁

页级锁是MySQL中锁定粒度介于行级锁和表级锁中间的一种锁。表级锁速度快，但冲突多，行级冲突少，但速度慢。所以取了折衷的页级，一次锁定相邻的一组记录。

特点：开销和加锁时间界于表锁和行锁之间；会出现死锁；锁定粒度界于表锁和行锁之间，并发度一般。

共享锁

共享锁（share lock）又叫读锁，如果事务对A加上共享锁，则其他事务只能对A再加共享锁，不能加其他锁。共享锁的事务只能读数据，不能写数据。

排他锁

排他锁（exclusive lock）又叫写锁，如果事务对A加上排它锁，则其他事务都不能对A加任何类型的锁。获准排他锁的事务既能读数据，又能写数据。

意向锁

意向锁的存在是为了协调行锁和表锁的关系，支持多粒度（表锁与行锁）的锁并存。
意向锁是表级锁，指示事务稍后需要哪种类型的锁（共享或独占）才能用于表中的行。
意向锁分为意向共享锁和意向排他锁。
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

意向锁是InnoDB自动加的，不需用户干预。对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；

意向锁理解：

在mysql中有表锁，读锁锁表，会阻塞其他事务修改表数据。写锁锁表，会阻塞其他事务读和写。

  1. Innodb引擎支持行锁。行锁分为行共享锁和行排他锁。其中，共享锁，一个事务对一行的共享只读锁；排它锁，一个事务对一行的排他读写锁。
  2. 这两中类型的锁共存的问题考虑这个例子：事务A锁住了表中的一行，让这一行只能读，不能写。之后，事务B申请整个表的写锁。如果事务B申请成功，那么理论上它就能修改表中的任意一行，这与A持有的行锁是冲突的。数据库需要避免这种冲突，就是说要让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？

  • step1：判断表是否已被其他事务用表锁锁表
  • step2：判断表中的每一行是否已被行锁锁住。

注意step2，这样的判断方法效率实在不高，因为需要遍历整个表。于是就有了意向锁。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，成功后再申请一行的行锁。 在意向锁存在的情况下，上面的判断可以改成

  • step1：不变
  • step2：发现表上有意向共享锁，说明表中有些行被共享行锁锁住了，因此，事务B申请表的写锁会被阻塞。

注意：申请意向锁的动作是数据库完成的。就是说，事务A申请一行的行锁的时候，数据库会自动先开始申请表的意向锁。

共享锁、排他锁、意向锁的共存逻辑关系

笔记-数据库锁 - 图1

隐式锁

会根据隔离级别在需要的时候自动加锁，并且所有的锁都是在同一时刻被释放，这被称为隐式锁，或称为自动锁。

显式锁

使用特定语句进行显示锁定叫显式锁。

  1. # 共享锁（S）：SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;  
  2. # 排他锁（X) ：SELECT ... FOR UPDATE;

乐观并发控制(乐观锁)和悲观并发控制（悲观锁）是并发控制主要采用的技术手段。
无论是悲观锁还是乐观锁，都是人们定义出来的概念，可以认为是一种思想。

乐观锁

乐观并发控制（又名“乐观锁”，Optimistic Concurrency Control，缩写“OCC”）。它假设多用户并发的事务在处理时不会彼此互相影响，各事务能够在不产生锁的情况下处理各自影响的那部分数据。在提交数据更新之前，每个事务会先检查在该事务读取数据后，有没有其他事务又修改了该数据。如果其他事务有更新的话，正在提交的事务会进行回滚。

实现方式

在数据库中，乐观锁的实现有两种方式：

  • 使用版本号实现

每一行数据多一个字段version，每次更新数据对应版本号+1， 原理：读出数据，将版本号一同读出，之后更新，版本号+1，提交数据版本号大于数据库当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据，重新读取数据

  • 使用时间戳实现

每一行数据多一个字段time 原理：读出数据，将时间戳一同读出，之后更新，提交数据时间戳等于数据库当前时间戳，则予以更新，否则认为是过期数据，重新读取数据

悲观锁

当我们要对一个数据库中的一条数据进行修改的时候，为了避免同时被其他人修改，最好的办法就是直接对该数据进行加锁以防止并发。这种借助数据库锁机制在修改数据之前先锁定，再修改的方式被称之为悲观并发控制（又名“悲观锁”，Pessimistic Concurrency Control，缩写“PCC”）。

实现方式

在数据库中，悲观锁的流程如下：

在对任意记录进行修改前，先尝试为该记录加上排他锁（exclusive locking）。 如果加锁失败，说明该记录正在被修改，那么当前查询可能要等待或者抛出异常。 具体响应方式由开发者根据实际需要决定。 如果成功加锁，那么就可以对记录做修改，事务完成后就会解锁了。 其间如果有其他对该记录做修改或加排他锁的操作，都会等待我们解锁或直接抛出异常。

ps：行锁、表锁、读锁、写锁都是在操作之前先上排他锁。

DML锁

DML锁，也称为数据锁，保证被多个用户并发防伪的数据的完整性。DML语句自动获得行锁和表锁。

DDL锁

当正在进行的DDL操作对对象执行或引用时，ddl（data dictionary lock）锁保护schema对象的定义。在DDL操作期间，只有被修改或引用的单独的schema对象被锁定，数据库从不锁定整个数据字典。
Oracle数据库自动为需要它的任何DDL事务自动获取DDL锁。用户不能显式请求DDL锁。

DDL锁也分为共享DDL锁和排他DDL锁。
排它DDL锁：Exclusive DDL Lock防止其他会话获得DDL或DML锁。
共享DDL锁：Share DDL Locks防止对有冲突的DDL操作的破坏性干扰，但允许相似DDL操作的数据并发。

附参考资料：
第十篇：数据库锁机制
16、数据库锁机制