MySQL 锁机制存在的价值是什么？

作者| 陈树义

我们都知道 MySQL 中有各种各样的锁，例如：表锁、间隙锁、意向锁、行锁等等。但你是否想过：为啥 MySQL 要有锁机制的存在，它的存在是为了解决什么问题？今天我们就来聊聊这个问题。

没有锁的串行世界

我们先假设这样一个场景：王五现在账户里没有钱，于是向张三、李四各借 100 元，张三、李四很爽快地答应了。如果数据库这时候是串行的，没有并发执行的线程，那么其转账示意图如下所示。

从上图可以看到：

1. 时间点 1 - 2 的时候，数据库处理了张三的转账请求，读取到王五的账户余额为 0，并将其余额加 100，此时王五账户余额为 100。
2. 时间点 3 - 4 的时候，数据库处理了李四的转账请求，读取到王五的账户余额为 100，并将其余额加 100，此时王五账户余额为 200。
3. 最后，在时间点 5 的时候，王五账户余额为 200 元。

可以看到最终王五的账户余额是 200 元，转账是没问题的。这种数据库访问方式虽然能保证数据一致性，但是每次只能执行一个请求，并发访问性能太差。

没有锁的并行世界

为了提高数据库的并发访问性能，MySQL 其实是支持多线程并发执行的。我们上面的例子，如果使用多线程并发处理，其可能存在的一种情况如下图所示。

这种情况的处理流程可能是这样的：

1. 在时间点 1 的时候，线程 A 读取到王五的账户余额为 0。
2. 在时间点 2 的时候，线程 B 读取到王五的账户余额为 0。
3. 在时间点 3 的时候，线程 A 将王五账户余额加 100，此时王五账户余额为 100。
4. 在时间点 4 的时候，线程 B 将王五账户余额加 100，此时王五账户余额为 100。
5. 在时间点 5/6 的时候，线程 A、B 都将王五的余额回写回去，王五账户余额为 100。

正常来说，王五最终的账户余额应该是 200 元，但实际上王五账户余额却只有 100 元。通过分析上面的转账示意图，我们会发现问题的关键点在于时间 4。

在这个时间点时，王五的账户余额应该是 100 元了，但是数据库线程 B 还是以为王五的账户余额是 0 元，所以导致了最后的数据不一致。那么如何解决数据不一致的问题呢？答案就是：锁机制。

有锁的并行世界

实际上，对于上述的转账例子，在 InnoDB 中的处理流程如下图所示。

1. 在时间点 2 的时候，线程 A 读取到王五的账户余额为 0。
2. 在时间点 3 的时候，线程 B 读取到王五的账户余额为 0。
3. 在时间点 4 的时候，线程 A 将王五账户余额加 100，并获取到锁，此时王五账户余额为 100。
4. 在时间点 5 的时候，线程 B 准备将王五账户余额加 100，但此时发现王五账户被锁了，于是阻塞等待。
5. 在时间点 6 的时候，线程 A 提交事务。
6. 在时间点 7 的时候，线程 B 重新读取王五最新的余额为 100 元，并加 100 元，最终在时间点 8 提交事务。

在时间点 4 的时候，数据库线程 A 对王五账号余额加锁，告诉其他线程：我正在更新这条数据，你们其他人不要动。 在时间点 5 的时候，当数据库线程 B 准备将对王五账号余额做加 100 操作时，其发现已经有数据库线程 A 在操作了，所以其将线程阻塞了。

等到数据库线程 A 提交事务，释放锁之后，数据库线程 B 获取到对应的锁。这时候数据库线程 B 发现王五账号的余额是 100 了，所以就在 100 余额的基础上做更新，之后提交事务，最终王五账号的余额就是 200 元。

提示：该例子只是为了粗略说明 InnoDB 是如何通过锁解决数据一致性问题的，在一些细节上大家不必对于纠结。例如这个例子在事务隔离级别为 READ COMMIT 的时候适用，但是在 REPEATABLE READ 隔离级别时存在问题。

看到这里，相信大家已经明白：锁的存在就是为了解决并发访问下数据的不一致问题。而数据库之所以要提供并发访问，是为了提高数据库的运行效率。

上面所说的例子只是众多数据不一致情况的一种，下回我们来聊聊并发访问导致的 5 个问题。

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