MySQL面试题-锁

1. 对MySQL的锁了解吗？

MySQL的锁机制是为了保证在并发事务环境下数据的一致性和完整性。当多个事务同时访问同一数据时，可能会产生数据不一致的问题，锁机制通过控制访问的次序来解决这一问题。锁就像酒店房间的钥匙，只有持有钥匙的人才能进入房间，其他人需要等待。

2. 隔离级别与锁的关系

• Read Uncommitted（未提交读）：读取数据不需要加共享锁，不会与被修改数据上的排他锁冲突，但可能读取到未提交的数据，即“脏读”。
• Read Committed（提交读）：读操作需要加共享锁，但在语句执行完后释放，只能读取到已提交的数据，避免了脏读，但可能出现“不可重复读”。
• Repeatable Read（可重复读）：读操作需要加共享锁，在事务提交前不释放，保证了在同一事务中多次读取同一数据的结果一致，避免了不可重复读，但可能出现“幻读”。
• SERIALIZABLE（可串行化）：限制性最强的隔离级别，锁定整个范围的键并一直持有锁直到事务完成，避免了所有并发问题，但性能开销最大。

3. 按照锁的粒度分数据库锁有哪些？锁机制与InnoDB锁算法

• 行级锁（row-level locking）：粒度最细，只针对当前操作的行加锁，能大大减少数据库操作的冲突，但加锁开销大，可能出现死锁。InnoDB引擎默认使用行级锁。
• 表级锁（table-level locking）：粒度最大，对当前操作的整张表加锁，实现简单，资源消耗少，但并发度低，冲突多。MyISAM引擎使用表级锁。
• 页级锁（page-level locking）：粒度介于行级锁和表级锁之间，一次锁定相邻的一组记录，开销和加锁时间也介于两者之间。BDB引擎使用页级锁。

4. 从锁的类别上分MySQL都有哪些锁？

• 共享锁（shared lock）：又叫做读锁，用于数据的读取操作，允许多个共享锁同时存在，但不允许排他锁存在。
• 排他锁（exclusive lock）：又叫做写锁，用于数据的写入操作，排他锁存在时，不允许其他共享锁和排他锁存在。

锁的粒度取决于具体的存储引擎，InnoDB实现了行级锁、页级锁、表级锁，加锁开销从大到小，并发能力也是从大到小。

5. MySQL中InnoDB引擎的行锁是怎么实现的？

InnoDB是基于索引来完成行锁的。例如，SELECT * FROM tab_with_index WHERE id = 1 FOR UPDATE;这条语句会根据索引键id来完成行锁锁定。如果id不是索引键，InnoDB将完成表锁，并发将无从谈起。

6. InnoDB存储引擎的锁的算法有三种

• Record lock：单个行记录上的锁。
• Gap lock：间隙锁，锁定一个范围，不包括记录本身，用于阻止多个事务将记录插入到同一范围内，避免幻读问题。
• Next-key lock：record+gap，锁定一个范围，包含记录本身，InnoDB对于行的查询默认使用next-key lock。

相关知识点：

• InnoDB使用next-key lock是为了解决Phantom Problem（幻读问题）。
• 当查询的索引含有唯一属性时，next-key lock会降级为record lock。
• 有两种方式显式关闭gap锁：将事务隔离级别设置为Read Committed（RC）或将参数innodb_locks_unsafe_for_binlog设置为1。

7. 什么是死锁？怎么解决？

死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。

常见的解决死锁的方法：

• 约定以相同的顺序访问表，可以大大降低死锁机会。
• 在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率。
• 对于非常容易产生死锁的业务部分，可以尝试使用升级锁定颗粒度，通过表级锁定来减少死锁产生的概率。
• 如果业务处理不好，可以用分布式事务锁或者使用乐观锁。

8. 数据库的乐观锁和悲观锁是什么？怎么实现的？

• 悲观锁：假定会发生并发冲突，屏蔽一切可能违反数据完整性的操作。在查询完数据的时候就把事务锁起来，直到提交事务。实现方式：使用数据库中的锁机制。
• 乐观锁：假设不会发生并发冲突，只在提交操作时检查是否违反数据完整性。在修改数据的时候把事务锁起来，通过version的方式来进行锁定。实现方式：一般会使用版本号机制或CAS算法实现。

两种锁的使用场景：

• 乐观锁适用于写比较少的情况下（多读场景），即冲突真的很少发生的时候，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。
• 如果是多写的情况，一般会经常产生冲突，这就会导致上层应用会不断的进行retry，这样反倒是降低了性能，所以一般多写的场景下用悲观锁就比较合适。