面試必備常見存儲引擎與鎖的分類，請查收

我們在上篇文章中提到了記錄鎖（行鎖）、間隙鎖和臨鍵鎖，后臺有小伙伴催我更新一下其他的鎖。拖延癥又犯了，趁周末，今天我們來總結一下MyISAM和InnoDB引擎下鎖的種類及使用方法。

MySQL的四大常見存儲引擎

談到MyISAM和InnoDB了我們先來了解一下什么是存儲引擎吧。MySQL中的數據用各種不同的技術存儲在文件（或者內存）中，這些技術中的每一種技術都使用不同的存儲機制、索引技巧、鎖定水平并且最終提供廣泛的不同的功能，我們把這些不同的技術以及配套的相關功能稱為存儲引擎(也稱作表類型)。MySQL默認配置了許多不同的存儲引擎，我們可以選擇不同的存儲引擎來滿足我們對數據的處理（存儲、檢索等）需求，以改善我們應用程序的整體功能。正因為MySQL存儲引擎的多樣性，使得MySQL深受廣大開發者的垂青。

我們的前提條件：我用的是5.7.24-log版本，可以在Navicat中通過SELECT VERSION();命令查看。那么MySQL都有哪些存儲引擎呢？我們可以使用sql命令SHOW ENGINES;來查看，結果如下：

Engine：表示儲存引擎名稱；

Support：表示MySQL是否支持該存儲引擎，DEFAULT為默認的存儲引擎；

Comment：是對該存儲引擎的功能描述，例如：InnoDB支持事務、行級鎖定和外鍵；

Transactions：是否支持事務；

XA：存儲引擎是否支持分布式事務；

Savepoints：存儲引擎是否支持保存點。

接著讓我們來說一下其中比較常見的四大存儲引擎吧。

InnoDB是MySQL（MySQL5.5以后）的默認存儲引擎，支持事務、行級鎖和外鍵，被用來處理大量短期事務。如果使用到外鍵、需求并發程度較高、數據一致性要求較高的話，那么通常選擇InnoDB引擎，這也是互聯網大廠使用InnoDB存儲引擎的原因。除非有非常特別的原因需要使用其他的存儲引擎，否則建議優先考慮InnoDB。但是對比MyISAM，InnoDB寫的處理效率會差一些，并且會占用更多的磁盤空間以保留數據和索引。

MyISAM提供了大量的特性，包含全文索引、壓縮、空間行數等，支持3種不同的存儲格式，分別是：靜態表、動態表、壓縮表。

靜態表：表中的字段都是非變長字段，這樣每個記錄都是固定長度的。優點是存儲非常迅速，容易緩存，出現故障容易恢復；缺點是占用的空間通常比動態表多（因為存儲時會按照列的寬度定義補足空格），在取數據的時候，默認會把字段后面的空格去掉，如果不注意會把數據本身帶的空格也會忽略。

動態表：表中的字段都是變長字段，記錄不是固定長度的。這樣存儲的優點是占用的空間相對較少；缺點是頻繁的更新、刪除數據容易產生碎片，需要定期執行OPTIMIZE TABLE或者myisamchk -r命令來改善性能，并且出現故障的時候恢復相對比較困難。

壓縮表：壓縮表由myisamchk工具創建，占據非常小的空間，因為每條記錄都是被單獨壓縮的，所以只有非常小的訪問開支。

在MyISAM中，數據文件和索引文件可以放置在不同的目錄（在創建表的時候通過DATA DIRECTORY和INDEX DIRECTORY語句指定文件的絕對路徑），平均分配IO，獲取更快的訪問速度。但是MyISAM不支持事務，不支持外鍵，也不支持行級鎖，支持表級鎖，有個缺陷就是崩潰后無法恢復。如果應用程序以檢索為主，只有少量的插入、更新和刪除操作，并且對事物的完整性、并發程度不是很高的話，通常建議選擇MyISAM存儲引擎。

Memory存儲引擎使用存在內存中的內容來創建表，所以它的訪問速度非常快，并且默認使用HASH索引。但是一旦服務器關閉或者mysqld守護進程崩潰時，所有的Memory數據都會丟失，但表還會繼續存在，獲得速度的同時也帶來了一些缺陷。

它要求存儲在Memory數據表里的數據使用的是長度不變的格式，這意味著不能使用BLOB和TEXT這樣的長度可變的數據類型，VARCHAR是一種長度可變的類型，但因為它在MySQL內部當做長度固定不變的CHAR類型，所以可以使用。

服務器需要足夠的內存來維持在同一時間內使用的MEMORY表，當不再使用MEMORY表時，要釋放MEMORY表所占用的內存，應該執行DELETE FROM或truncate table或者刪除整個表。每個MEMORY表中放置的數據量的大小，受到max_heap_table_size系統變量的約束，這個系統變量的初始值是16M，同時在創建MEMORY表時可以使用MAX_ROWS子句來指定表中的最大行數。它通常用于更新不太頻繁的小表。

Merge存儲引擎是一組MyISAM表的組合，這些MyISAM表結構必須完全相同，Merge表本身沒有數據，對Merge類型的表進行查詢、更新、刪除的操作，實際上是對內部的MyISAM表進行的。Merge表在磁盤上保留兩個文件，一個是.frm文件存儲表定義、一個是.MRG文件存儲Merge表的組成等。MERGE表的優點在于可以突破對單個MyISAM表大小的限制，并且通過將不同的表分布在多個磁盤上，可以有效地改善MERGE表的訪問效率。

我們可以通過show create table 表名 命令來查看表使用的引擎，由以下代碼可以看出test表使用的是MyISAM存儲引擎。

CREATE TABLE `test` ( `id` int(1) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(8) DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=46 DEFAULT CHARSET=utf8

相對其他數據庫而言，MySQL的鎖機制比較簡單，其最顯著的特點是不同的存儲引擎支持不同的鎖機制。比如，MyISAM和MEMORY存儲引擎采用的是表級鎖（table-level locking）；BDB存儲引擎（5.1之后就不直接支持了，因為BDB被oracle收購了）采用的是頁面鎖（page-level locking），但也支持表級鎖；InnoDB存儲引擎既支持行級鎖（row-level locking），也支持表級鎖，但默認情況下是采用行級鎖。接下來就讓我們來了解一下MyISAM和InnoDB鎖的具體分類與使用方法。

MyISAM鎖

MyISAM存儲引擎支持的表級鎖分為表共享讀鎖（Table Read Lock）和表獨占寫鎖（Table Write Lock），以下簡稱讀鎖和寫鎖。先看一下他們的特性：

讀鎖：不會阻礙其它進程的讀，但是會阻礙寫，只有當讀鎖釋放之后，才會執行其它進程的寫–讀鎖阻塞寫鎖，但是不阻塞讀鎖；

寫鎖：會阻礙其他進程的讀和寫，只有當寫鎖釋放，才會執行其它寫操作–寫鎖阻塞讀鎖和寫鎖；

接下來讓我們用例子來演示一下上邊的結論，在演示之前，先讓我們來說幾個命令吧。

LOCK TABLE 表名 WRITE/READ：給表加寫鎖或者讀鎖；

UNLOCK TABLES：給表解鎖

演示一：表共享讀鎖

當session1給表test加讀鎖時，session1只能讀取當前表的數據，不可以讀其他表，也不可以修改test和其他表；

session2可以讀取test表數據，更新test表阻塞，但是可以修改和查詢其他表數據。

演示二：表獨占寫鎖

當session1給表test加寫鎖時，可以更新test表，讀test表阻塞，但是不可以修改和查詢其他表數據；

session2查詢和更新test表阻塞，但是可以查詢和更新其他表。

另外我們還可以使用show open tables命令來查看在表緩存中當前被打開的非TEMPORARY表的鎖使用情況，其中In_use表示有鎖正在使用。

也可以使用show status like 'table%'命令來查看鎖的爭奪情況，其中Table_locks_waited為等待次數，每等待一次，值就加一，值越大，表示存在越嚴重的表級鎖爭用；Table_locks_immediate為產生表級鎖定的次數，表示可以立即獲取鎖的查詢次數，每立即獲取鎖，值加一。

MyISAM默認是使用select語句加讀鎖，增刪改操作加寫鎖。MyISAM是偏讀鎖，讀寫調度寫優先，不適合做寫為主的表的引擎。因為寫鎖后，其他線程不能做任何操作，大量更新會使查詢很難得到鎖，從而永遠阻塞。

InnoDB鎖

上篇文章中我們講過了記錄鎖（行鎖）、間隙鎖和臨鍵鎖，這里就不再贅述了。接下來我們按照鎖的模式講一下InnoDB里的共享鎖、排他鎖和意向鎖，其中共享鎖和排他鎖屬于行級鎖，行級鎖都是基于索引項的，如果沒有索引項，則添加的是表級鎖；意向鎖屬于表級鎖。

共享鎖：Shared Locks，簡稱S鎖

若事務T對數據對象A加上S鎖，則事務T只能讀A；其他事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這就保證了其他事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。可以通過select ... lock in share mode來加共享鎖，通過Commit、Rollback來釋放鎖。

排他鎖：Exclusive lock，簡稱X鎖，也叫互斥鎖

若事務T對數據對象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其它任何事務都不能再對A加任何類型的鎖（排他鎖不可與其他鎖共存），直到T釋放A上的鎖。它防止任何其它事務獲取資源上的鎖，直到在事務的末尾將資源上的原始鎖釋放為止。可以通過select ... for update手動加鎖，也可以通過增刪改操作自動加鎖，通過Commit、Rollback來釋放鎖。

意向鎖：Intention Locks

說起意向鎖，大家先來考慮一下這個問題：假設存在兩個事務A和B對表test進行操作，首先事務A對第十行數據加了一把讀鎖，鎖住了該行數據，讓這一行只能讀，不能寫；然后事務B想要對該表加一把表級的寫鎖，那么事務B能否加鎖成功呢？思考兩秒鐘…答案當然是否定的，即事務B無法加鎖成功。如果我們假設它加鎖成功的話，那么理論上它就能修改表中的任意一行，這將與事務A持有的行級鎖（讀鎖）產生沖突。而數據庫想避免這種沖突的話，就需要將事務B的加鎖申請給阻塞住，直到事務A的行鎖被釋放。那么問題來了，數據庫是怎么判斷這種沖突的呢？我們可以想到兩種方案：一、判斷表是否已被其他事務用表鎖鎖表；二、判斷表中的每一行是否已被行鎖鎖住。很顯然，如果采用第二種方法的話，需要一行一行去遍歷整張表，效率太慢進而造成系統消耗，所以我們選擇第一種方法，這也就是意向鎖是表鎖的原因。

意向鎖是放置在資源層次結構的一個級別上的鎖，以保護較低級別資源上的共享鎖或排它鎖，意向鎖無法手動創建。如果對任一結點加鎖時，必須先對它的上層結點加意向鎖也就是如果對一個結點加意向鎖，則說明該結點的下層結點正在被加鎖。意向鎖的執行流程：如果另一個任務試圖在該表級別上應用共享或排它鎖，則受到由第一個任務控制的表級別意向鎖的阻塞，第二個任務在鎖定該表前不必檢查各個頁或行鎖，而只需檢查表上的意向鎖，所以意向鎖不是用來給數據加鎖的，而是用來判斷數據有沒有存在鎖的標志。下面介紹兩種常用的意向鎖：意向共享鎖（Intent Share Lock，簡稱IS鎖）、意向排它鎖（Intent Exclusive Lock，簡稱IX鎖）。

意向共享鎖（IS）：事務打算給數據行加行共享鎖，事務在給一個數據行加共享鎖前必須先取得該表的IS鎖。

意向排他鎖（IX）：事務打算給數據行加行排他鎖，事務在給一個數據行加排他鎖前必須先取得該表的IX鎖。

意向鎖的兼容關系如下：

其他鎖簡介（了解）

InnoDB還包含插入意向鎖、自增鎖和空間鎖。

插入意向鎖（Insert Intention Locks）：是間隙鎖的一種，它的目的是為了提高插入性能。在多個事務對同一個索引中的同一個范圍區間插入記錄時，如果插入的位置不沖突，不會阻塞彼此，主要是不需要去申請排他鎖。

自增鎖（AUTO-INC Locks）：自增鎖是MySQL中一種特殊的鎖，如果表中存在自增字段，MySQL便會自動維護一個自增鎖。和自增鎖相關的一個參數為（5.1.22版本之后加入）innodb_autoinc_lock_mode，可以設定3個值，0：traditonal（每次都會產生表鎖，可以控制插入順序，效率低）；1：consecutive（會產生一個輕量鎖，simple insert會獲得批量的鎖，保證連續插入，默認）；2：interleaved（不會鎖表，來一個處理一個，并發最高，會存在復制問題）。

總結

MySQL這三種鎖的特性可大致歸納如下：

表級鎖（偏讀）：開銷小，加鎖快；不會出現死鎖；鎖定粒度大，發生鎖沖突的概率最高，并發度最低。

行級鎖（偏寫）：開銷大，加鎖慢；會出現死鎖；鎖定粒度最小，發生鎖沖突的概率最低，并發度也最高。

頁面鎖：開銷和加鎖時間界于表鎖和行鎖之間；會出現死鎖；鎖定粒度界于表鎖和行鎖之間，并發度一般。

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