InnoDB并发插入,居然使用意向锁?

《插入InnoDB自增列,居然是表级别锁?》介绍了InnoDB所使用的七种锁中的一种,自增锁。今天,将要介绍InnoDB另外三种:共享/排他锁,意向锁,插入意向锁。一,共享/排它锁(Shared and Exclusiv...
插入InnoDB自增列,居然是表级别锁?》介绍了InnoDB所使用的七种锁中的一种,自增锁


今天,将要介绍InnoDB另外三种:共享/排他锁意向锁插入意向锁


一,共享/排它锁(Shared and Exclusive Locks)

InnoDB并发为何这么高?》一文介绍了通用的共享/排它锁,在InnoDB里当然也实现了标准的行级锁(row-level locking),共享/排它锁

(1)事务拿到某一行记录的共享S锁,才可以读取这一行;

(2)事务拿到某一行记录的排它X锁,才可以修改或者删除这一行;

 

兼容互斥表如下:

          S          X

S      兼容      互斥

X      互斥      互斥


即:

(1)多个事务可以拿到一把S锁,读读可以并行

(2)而只有一个事务可以拿到X锁,写写/读写必须互斥

 

共享/排它锁的潜在问题是,不能充分的并行,解决思路是数据多版本,具体思路在《InnoDB并发为何这么高?》里介绍过,这里不再深入展开。

 

二,意向锁(Intention Locks)

InnoDB支持多粒度锁(multiple granularity locking),它允许行级锁与表级锁共存,实际应用中,InnoDB使用的是意向锁。

 

意向锁是指,未来的某个时刻,事务可能要加共享/排它锁了,先提前声明一个意向。

 

意向锁有这样一些特点:

(1)首先,意向锁,是一个表级别的锁(table-level locking);

(2)意向锁分为:

  • 意向共享锁(intention shared lock, IS),它预示着,事务有意向对表中的某些行加共享S锁

  • 意向排它锁(intention exclusive lock, IX),它预示着,事务有意向对表中的某些行加排它X锁

 

举个例子:

select ... lock in share mode,要设置IS锁

select ... for update,要设置IX锁

 

(3)意向锁协议(intention locking protocol)并不复杂:

  • 事务要获得某些行的S锁,必须先获得表的IS锁

  • 事务要获得某些行的X锁,必须先获得表的IX锁

 

(4)由于意向锁仅仅表明意向,它其实是比较弱的锁,意向锁之间并不相互互斥,而是可以并行,其兼容互斥表如下:

          IS          IX

IS      兼容      兼容

IX      兼容      兼容

 

(5)额,既然意向锁之间都相互兼容,那其意义在哪里呢?它会与共享锁/排它锁互斥,其兼容互斥表如下:

          S          X

IS      兼容      互斥

IX      互斥      互斥

画外音:排它锁是很强的锁,不与其他类型的锁兼容。这也很好理解,修改和删除某一行的时候,必须获得强锁,禁止这一行上的其他并发,以保障数据的一致性。

 

三,插入意向锁(Insert Intention Locks)

对已有数据行的修改与删除,必须加强互斥锁X锁,那对于数据的插入,是否还需要加这么强的锁,来实施互斥呢?插入意向锁,孕育而生。

 

插入意向锁,是间隙锁(Gap Locks)的一种(所以,也是实施在索引上的),它是专门针对insert操作的。

画外音:有点尴尬,间隙锁下一篇文章才会介绍,暂且理解为,它是一种实施在索引上,锁定索引某个区间范围的锁。

 

它的玩法是:

多个事务,在同一个索引,同一个范围区间插入记录时,如果插入的位置不冲突,不会阻塞彼此

画外音:官网的说法是

Insert Intention Lock signals the intent to insert in such a way that multiple transactions inserting into the same index gap need not wait for each other if they are not inserting at the same position within the gap.

 

这样,之前挖坑的例子,就能够解答了。

 

在MySQL,InnoDB,RR下:

t(id unique PK, name);

 

数据表中有数据:

10, shenjian

20, zhangsan

30, lisi

 

事务A先执行,在10与20两条记录中插入了一行,还未提交:

insert into t values(11, xxx);

 

事务B后执行,也在10与20两条记录中插入了一行

insert into t values(12, ooo);

 

(1)会使用什么锁?

(2)事务B会不会被阻塞呢?

 

回答:虽然事务隔离级别是RR,虽然是同一个索引,虽然是同一个区间,但插入的记录并不冲突,故这里:

  • 使用的是插入意向锁

  • 不会阻塞事务B

 

思路总结

(1)InnoDB使用共享锁,可以提高读读并发

(2)为了保证数据强一致,InnoDB使用强互斥锁,保证同一行记录修改与删除的串行性;

(3)InnoDB使用插入意向锁,可以提高插入并发

 

结尾

假设不是插入并发,而是读写并发,又会是什么样的结果呢?

 

MySQL,InnoDB,默认的隔离级别(RR)。

t(id unique PK, name);

 

数据表中有数据:

10, shenjian

20, zhangsan

30, lisi

 

事务A先执行,查询了一些记录,还未提交:

select * from t where id>10;

 

事务B后执行,在10与20两条记录中插入了一行:

insert into t values(11, xxx);

 

这里:

(1)会使用什么锁?

(2)事务B会不会被阻塞呢?

 

下回分解。


相关文章:

InnoDB并发为何这么高?

插入InnoDB自增列,居然是表级别锁?

带团队,要不要言传身教?

  •  24
    1396
    赞!某些知识点不存在基础和高深之分,作者花费时间整理知识点也是想更多人能够理解这些知识点,技术文章能够让读者有收获就好,公众号又不是针对一个两个读者,嫌文章水的自己整理几篇不水的发出来,敲键盘谁不会敲!
  •  2
    李向科96
    建议作者可以写上知识来源。 例如,你输出的这些知识,通过哪些书籍或资料,可以有一个系统性的认识。
     11
    作者
    MySQL5.6官方文档。
  •  6
    58沈剑96
    TI8,好惨。 6只cn队伍,1只胜者组(后续要面对VP,李逵)。 4败者组。 IG已回家。
     4
    作者
    坚信,偶数年!
  •  5
    ×V96
    是否使用insert intention lock.看前一个事务是否产生gap屏障,产生就会用。 Select使用快照读,这样就可以可重复读了。
  •  3
    TYBK96
    事务A在RR等级下,单纯select为快照读,读的版本为事务开始时最近的版本。即使事务A未提交,事务B当前也是没有阻碍的,在B插入后,未提交的话只会对主键加锁,与间隙锁无关。这时A再select的话也是和原来结果一样,但是如果A也插入一条与B相同主键的记录,则在B提交前会被阻塞,B提交后会报错。
  •  1
    周添96
    无锁,不阻塞
  •  
    九云96
    锁和MVCC都是并发控制的手段,是在配合使用吗?意向锁、gap锁等,感觉MVCC无法替代,但有了MVCC,是不是就不需要行锁了呢?
     
    作者
    貌似并不是,今后写更多。
  •  
    dz6170
    又想了了下,我刚才刚才写的有问题。事务ab插入相同记录,则事务a会依次拿到s nextkeylock,x insert intention lock,x record lock。这时执行事务b,它也首先也是先申请s nextkeylock,这个锁申请会被事务a上的x recordlock阻塞。这时如果事务a执行完毕,那么事务b插入报主键冲突;如果a回滚释放x锁,那么b就可以拿到s nextlock并继续拿到x recordlock,可以插入数据。 如果加入事务c,因为xrecordlock和snextkeylock冲突,那么会出现b和c都在等待拿到s nextkeylock锁,这时如果a提交,报主键重复;如果a回滚,释放x锁,这时b和c拿到s nextkeylock锁,然后开始申请x insert intention locks锁,因为s锁和x锁冲突,bc都在等待对方释放s锁,产生死锁。 不知道对不对,自己写下来理一下。沈总能看到的话请多指点
  • 发表于 2018-09-06 00:07
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