Mysql数据库中锁的介绍、应用场景和示例代码

小猿、

于 2025-04-11 11:11:13 发布

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分类专栏：数据库相关技术栈 spring boot java 文章标签：数据库 mysql spring boot 后端微服务 java

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概述

在 MySQL 数据库中，锁是用于管理并发访问的重要机制，确保数据的一致性和完整性。MySQL 提供了多种锁机制，包括 表级锁 和 行级锁，每种锁都有其特定的应用场景。以下将详细探讨 MySQL 锁的应用场景、原理、实战示例，以及为什么选择 MySQL 锁而不是其他锁。

1. MySQL 锁的分类

MySQL 中的锁主要分为以下几类：

（1）表级锁

表锁（Table Lock）：锁定整张表，适用于全表操作。
- 读锁（共享锁，S Lock）：允许多个事务同时读取，但禁止写入。
- 写锁（排他锁，X Lock）：禁止其他事务读取或写入。
元数据锁（Metadata Lock，MDL）：保护表结构变更（如 ALTER TABLE）。

（2）行级锁

行锁（Row Lock）：锁定单行或多行数据，适用于高并发场景。
- 共享锁（S Lock）：允许其他事务读取，但禁止写入。
- 排他锁（X Lock）：禁止其他事务读取或写入。
间隙锁（Gap Lock）：锁定索引记录之间的间隙，防止幻读。
临键锁（Next-Key Lock）：行锁 + 间隙锁的组合，防止幻读。

（3）意向锁

意向共享锁（IS Lock）：表示事务准备对表中的某些行加共享锁。
意向排他锁（IX Lock）：表示事务准备对表中的某些行加排他锁。

2. MySQL 锁的应用场景

（1）表级锁的应用场景

场景 1：全表操作
- 例如批量更新或删除全表数据时，使用表锁可以避免行锁开销。
- 示例：

LOCK TABLES orders WRITE; -- 加写锁
DELETE FROM orders WHERE status = 'cancelled';
UNLOCK TABLES; -- 释放锁

场景 2：表结构变更

在执行 ALTER TABLE 时，MySQL 会自动加元数据锁（MDL），防止其他事务同时修改表结构。
示例：

ALTER TABLE orders ADD COLUMN discount DECIMAL(5,2);

（2）行级锁的应用场景

场景 1：高并发更新
- 例如电商系统中的库存扣减，使用行锁确保数据一致性。
- 示例：

BEGIN;
SELECT quantity FROM products WHERE id = 1 FOR UPDATE; -- 加排他锁
UPDATE products SET quantity = quantity - 1 WHERE id = 1;
COMMIT;

场景 2：防止幻读

在事务中查询一个范围的数据时，使用间隙锁或临键锁防止其他事务插入新数据。
示例：

BEGIN;
SELECT * FROM orders WHERE amount > 100 FOR UPDATE; -- 加临键锁
-- 其他事务无法插入 amount > 100 的新订单
COMMIT;

3. MySQL 锁的原理

（1）表级锁的原理

实现方式：MySQL 使用简单的锁表机制，直接锁定整张表。
优点：实现简单，开销小。
缺点：并发性能差，不适合高并发场景。

（2）行级锁的原理

实现方式：基于索引实现，只有通过索引访问数据时才会加行锁。
优点：并发性能高，适合高并发场景。
缺点：实现复杂，开销较大。

（3）间隙锁和临键锁的原理

间隙锁：锁定索引记录之间的间隙，防止其他事务插入新数据。
临键锁：锁定索引记录及其间隙，防止幻读。

4. 为什么选择 MySQL 锁而不是其他锁？

（1）与业务逻辑紧密集成

MySQL 锁直接作用于数据库层面，与业务逻辑无缝集成，无需额外开发。
其他锁（如 Redis 分布式锁）需要额外维护，增加了系统复杂性。

（2）事务一致性

MySQL 锁与事务机制紧密结合，确保 ACID 特性。
其他锁无法保证事务的一致性。

（3）性能与开销

MySQL 行级锁在大多数场景下性能足够，且开销可控。
其他锁（如分布式锁）可能引入网络延迟和额外开销。

（4）成熟性与可靠性

MySQL 锁机制经过多年验证，成熟可靠。
其他锁可能需要自行实现，存在潜在风险。

5. 实战示例：MyBatis 集成 MySQL 锁

以下是一个基于 MyBatis 和 MySQL 的实战示例，展示如何在电商系统中使用行锁实现库存扣减。

（1）数据库表结构

CREATE TABLE products (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    quantity INT NOT NULL
);

（2）MyBatis Mapper 接口

public interface ProductMapper {
    // 查询商品并加排他锁
    @Select("SELECT * FROM products WHERE id = #{id} FOR UPDATE")
    Product selectForUpdate(Long id);

    // 更新商品库存
    @Update("UPDATE products SET quantity = quantity - 1 WHERE id = #{id}")
    int updateQuantity(Long id);
}

（3）Service 层实现

@Service
public class ProductService {

    @Autowired
    private ProductMapper productMapper;

    @Transactional
    public void deductStock(Long productId) {
        // 1. 查询商品并加排他锁
        Product product = productMapper.selectForUpdate(productId);
        if (product == null || product.getQuantity() <= 0) {
            throw new RuntimeException("库存不足");
        }

        // 2. 更新库存
        productMapper.updateQuantity(productId);
    }
}

（4）测试用例

@SpringBootTest
public class ProductServiceTest {

    @Autowired
    private ProductService productService;

    @Test
    public void testDeductStock() {
        Long productId = 1L;
        productService.deductStock(productId);
    }
}