MySQL的隐式锁(Implicit Lock)原理实现

本文主要是介绍MySQL的隐式锁(Implicit Lock)原理实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

《MySQL的隐式锁(ImplicitLock)原理实现》MySQL的InnoDB存储引擎中隐式锁是一种自动管理的锁,用于保证事务在行级别操作时的数据一致性和安全性,本文主要介绍了MySQL的隐式锁...

1. 背景：什么是隐式锁？

mysql 的 InnoDB 存储引擎中支持多种类型的锁，主要包括显式锁（如共享锁、排他锁）和隐式锁。隐式锁是一种由 InnoDB 自动管理的锁，事务在处理某些 DML 操作时无需显式请求，它们是隐含地应用于特定记录的。隐式锁通常出现在行级别操作（如 INSERT、UPDATE 或 DELETE）中，并伴随着表的自动锁定行为，用于确保数据的并发一致性。

相较于显式锁（由用户或 SQL 命令显式声明和控制的锁），隐式锁的管理是 MySQL 引擎内部自动处理的，不需要应用程序开发者手动加锁或解锁。

2. 隐式锁的工作原理

隐式锁与事务的生命周期密切相关。具体来说，隐式锁通常用于以下几种操作：

当一个事务修改某一行数据时，InnoDB 会隐式地对该行加排他锁（X 锁），以防止其他事务在该行上的并发修改或读取。
当插入新行时，事务会在插入的行上隐式地加锁，以防止其他事务并发读取未提交的数据。

这些锁的生命周期通常与事务的开始和提交操作相关：

隐式锁在事务启动时获取，并在事务提交或回滚时释放。
隐式锁不记录在 InnoDB 锁表中，即不会显示在如 SHOW ENGINE INNODB STATUS 等工具中，这使得它们不同于显式锁。

3. 隐式锁的类型

隐式锁主要包括以下几种：

行级隐式排他锁（Exclusive Lock, X 锁）：当事务对某行执行修改（如 UPDATE、DELETE）时，会隐式地对该行加上排他锁，以防止其他事务同时修改或读取该行。
插入意向锁（Insert Intention Lock）：当事务执行插入操作时，InnoDB 会隐式加锁以防止其他事务并发插入相同位置的行。

4. 隐式锁的实现与源代码分析

MySQL InnoDB 的隐式锁的实现与事务管理和锁管理模块紧密相连，相关代码主要分布在 trx0trx.cc（事务管理）、lock0lock.cc（锁管理）文件中。

4.1 隐式锁的获取过程

在事务执行 INSERT、UPDATE、DELETE 等操作时，InnoDB 会自动在后台对涉及的行加锁。这个过程通过 lock_rec_lock() 函数来实现，该函数是行级锁的核心。

函数：lock_rec_lock()

该函数用于给特定行加锁，它接收锁类型、数据块等参数，判断是否需要加锁，以及加哪种锁。对于 UPDATE 或 DELETE 操作，通常会自动加排他锁（隐式 X 锁）。

bool lock_rec_lock(
    ulint type,                // 锁类型，如 X 锁
    dict_index_t* index,       // 行对应的索引
    const buf_block_t* block,  // 行所在的数据块
    ulint heap_no,             // 行在索引中的位置
    trx_t* trx                 // 当前事务
) {
    // 加锁逻辑，判断是否需要加隐式排他锁
    if (type == LOCK_X) {
        // 加排他锁（隐式锁）
        lock_rec_add_to_queue(type, block, heap_no, trx);
    }
    // 返回加锁结果
    return true;
}

4.2 插入操作中的隐式锁

对于 INSERT 操作，InnoDB 使用了插入意向锁（Insert Intention Lock）。插入意向锁是一种特殊的隐式锁，它允许多个事务并发插入数据，只要它们插入的位置不同。这种锁不会与行锁冲突，因为它的作用是在确定插入位置之前。

函数：lock_clust_rec_create()

当事务执行 INSERT 操作时，MySQL 会调用 lock_clust_rec_create() 函数，该函数的任务是在索引上为新插入的行生成插入意向锁。

bool lock_clust_rec_create(
    dict_index_t* index,       // 聚簇索引
    const buf_block_t* block,  // 数据块
    ulint heap_no,             // 行的位置
    trx_t* trx                 // 当前事务
) {
    // 插入意向锁的逻辑
    // 确定插入的行在聚簇索引中的位置
    lock_rec_add_to_queue(LOCK_IX, block, heap_no, trx);
    return true;
}

在执行插入时，如果两个事务试图在js同一位置插入数据，将会产生插入意向锁的冲突，导致其中一个事务被阻塞直到锁释放。

4.3 锁队列与冲突检测

在 lock_rec_add_to_queue() 函数中，InnoDB 会将锁请求加入到锁队列中，并检查是否与当前的锁持有者冲突。

函数：lock_relrKAKbtfJwc_add_to_queue()

该函数是核心的锁请求处理函数之一，它会在给定的行上加锁，并进行锁冲突检测。如果当前行已经有冲突的锁存在，事务会被阻塞，直到冲突的锁被释放。

bool lock_rec_add_to_queue(
    ulint type,                // 锁类型（如隐式 X 锁）
    const buf_block_t* bl编程ock,  // 行对应的数据块
    ulint heap_no,             // 行的位置
    trx_t* trx                 // 当前事务
) {
    // 将锁加入锁队列，检查冲突
    if (lock_is_confphplicting(type, block, heap_no, trx)) {
        trx->wait_for_lock();  // 如果有冲突，当前事务进入等待队列
        return false;
    }

    // 加锁成功，更新锁队列
    add_lock_to_queue(type, block, heap_no, trx);
    return true;
}

通过锁队http://www.chinasem.cn列和冲突检测机制，InnoDB 可以确保多个事务在访问同一行时的正确性和一致性。