自增鎖

MySQL的自增鎖是指在使用自增主鍵（Auto Increment）時(shí)，為了保證唯一性和正確性，系統(tǒng)會(huì)對(duì)自增字段進(jìn)行加鎖。這樣可以確保同時(shí)插入多條記錄時(shí)，每條記錄都能夠獲得唯一的自增值。

表的插入數(shù)據(jù)方式

我們之前在表中插入數(shù)據(jù)都是用最基本的insert，但insert語(yǔ)句的用法用很多，另外MySQL還提供replace語(yǔ)句，允許對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行替換；

• insert用法：

drop table if exists t3;
CREATE TABLE `t3`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `age` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT=1;
insert into t3 values(1,20);
insert into t3 values(2,25);
drop table if exists t4;
CREATE TABLE `t4`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `age` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT=1;
-- 插入記錄,如果存在這條記錄就報(bào)錯(cuò)(主鍵唯一)
insert into t4 values(10,20);
insert into t4 values(11,20),(12,21),(13,22);
insert into t4 set id=14,age=25;
insert into t4 select * from t3;

• replace用法：

delete from t4;
-- 如果沒(méi)有這條記錄就新增,有這條記錄就修改
replace into t4 values(1,20);  
replace into t4 set id=10,age=100 ;
replace into t4 select * from t3;

insert的不同類型

1）Simple inserts

簡(jiǎn)單插入模式

• 示例：

insert into table_name values(xxx);

• 特點(diǎn)：可以提前確定要插入的行數(shù)

2）Bulk inserts

批量插入模式，包含insert...select、replace select、load data等語(yǔ)句；

• 示例：

insert into t4 select * from t3;
replace into t4 select * from t3;

Tips：load data屬于海量數(shù)據(jù)插入，暫時(shí)不演示

• 特點(diǎn)：事先不知道要插入的行數(shù)，以及所需的自動(dòng)增量值的數(shù)量

3）Mixed-mode

該模式也屬于Simple Inserts

• 示例：

insert into table_name values(xxxx),(xxxx),(xxxx);

• 特點(diǎn)：為一些(但不是全部)新行指定自動(dòng)增量值

自增鎖原理

1）插入原理

MySQL自增鎖的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是使用了一個(gè)名為"auto-increment lock"的互斥鎖。當(dāng)使用INSERT語(yǔ)句插入一條新記錄時(shí)，MySQL會(huì)自動(dòng)為自增字段加鎖，防止其他并發(fā)的插入操作同時(shí)獲取相同的自增值。這個(gè)鎖是在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的，不需要用戶手動(dòng)創(chuàng)建或管理。

自增鎖確保了插入記錄的唯一性和正確性，避免了并發(fā)插入產(chǎn)生沖突。但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些性能上的影響，因?yàn)椴l(fā)插入操作需要等待鎖的釋放。因此，在高并發(fā)的場(chǎng)景下，可能需要考慮使用其他方案來(lái)避免自增鎖成為瓶頸。

注意：自增鎖跟事務(wù)無(wú)關(guān)，即使多個(gè)insert語(yǔ)句存在同一個(gè)事務(wù)中，每次insert都會(huì)申請(qǐng)最新的自增鎖來(lái)獲取最新的AUTO_INCREMENT值；自增鎖保持到insert語(yǔ)句結(jié)束，而不是事務(wù)結(jié)束；

2）自增鎖表鎖

需要注意的是，自增鎖是基于表級(jí)別的，而不是行級(jí)別的。這意味著在同一時(shí)刻針對(duì)于同一張表只能有一個(gè)線程在插入記錄（前提是需要increment來(lái)分配id），并且每個(gè)表都有一個(gè)自己獨(dú)立的自增鎖。

自增鎖的模式

和自增鎖相關(guān)的一個(gè)參數(shù)為（5.1.22版本之后加入）innodb_autoinc_lock_mode：可以設(shè)定3個(gè)值，0，1，2

show variables like 'innodb_autoinc_lock_mode';

• 0：traditional（傳統(tǒng)模式）：每次insert都會(huì)產(chǎn)生表級(jí)別的自增鎖，能夠絕對(duì)保證insert的插入順序，但并發(fā)能力較弱；
• 1：consecutive（連續(xù)模式）：對(duì)于Simple Inserts能夠產(chǎn)生一個(gè)輕量級(jí)的頁(yè)面鎖來(lái)保證insert的連續(xù)插入；對(duì)于Bulk Inserts無(wú)法確定插入的行數(shù)時(shí)采用表級(jí)別自增鎖來(lái)保證insert的連續(xù)插入；
• 2：interleaved（交叉模式）：不采用表鎖，來(lái)一個(gè)insert處理一個(gè)，并發(fā)能力最高，但可能會(huì)造成insert分配的id順序不一致；

Tips：參數(shù)只控制InnoDB引擎的設(shè)置，所有MyISAM均為traditional ，每次均會(huì)進(jìn)行表鎖。只有Innodb會(huì)視參數(shù)不同而產(chǎn)生不通的鎖。

1）traditional（傳統(tǒng)模式）

在傳統(tǒng)模式下，不管是在執(zhí)行Simple inserts還是Bulk inserts時(shí)每個(gè)insert獲取自增鎖時(shí)都會(huì)觸發(fā)表鎖，在某個(gè)insert沒(méi)有釋放表鎖之前其他線程/進(jìn)程均不可獲取自增鎖；雖然傳統(tǒng)模式保證了多個(gè)insert插入的連續(xù)性但實(shí)際上并發(fā)插入屬于串行化，性能較低；

Tips：再次說(shuō)明，自增鎖是執(zhí)行insert時(shí)獲取auto_increment值時(shí)才會(huì)申請(qǐng)，獲取到auto_increment值時(shí)就會(huì)立即釋放，跟事務(wù)無(wú)關(guān)；

2）consecutive（連續(xù)模式）

在連續(xù)模式下，InnoDB會(huì)根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的insert語(yǔ)句來(lái)判斷是否使用表級(jí)別自增鎖。這也是InnoDB的默認(rèn)值；

• Simple inserts：InnoDB能夠預(yù)先知道要插入的行數(shù)，因此產(chǎn)生的自增鎖只會(huì)鎖住對(duì)應(yīng)的那些id（頁(yè)鎖），避免表級(jí)別的自增鎖
• Bulk Inserts：InnoDB無(wú)法預(yù)知要插入的行，觸發(fā)表級(jí)別自增鎖

【Simple Inserts】

【Bulk Inserts】

3）interleaved（交叉模式）

在交叉模式下，所有的insert語(yǔ)句都不會(huì)使用自增鎖（悲觀鎖），而是采用一個(gè)輕量級(jí)的mutex（樂(lè)觀鎖），來(lái)一個(gè)insert立即處理，在生成insert語(yǔ)句完畢后檢查id是否被其他線程/進(jìn)程使用，如果已經(jīng)被使用則重新獲取id；這樣一來(lái)，多條 INSERT 語(yǔ)句可以并發(fā)的執(zhí)行，因此交叉模式并發(fā)量最高，但對(duì)于同一個(gè)語(yǔ)句來(lái)說(shuō)它所得到的auto_increment值可能不是連續(xù)的。

• 交叉模式示意圖：

【模擬交叉模式并發(fā)插入情況】

步驟①：Thread-01線程執(zhí)行insert獲取到auto_increment值為10

步驟②：與此同時(shí)Thread-02線程也獲取到10

步驟③：然后又回到Thread-01線程對(duì)auto_increment值+1，此時(shí)auto_increment為11

步驟④：然后Thread-02線程也對(duì)auto_increment+1，此時(shí)auto_increment為12

步驟⑤：Thread-01線程校驗(yàn)id值是否被其他線程使用過(guò)，校驗(yàn)結(jié)果：未被其他線程使用過(guò)，執(zhí)行插入

步驟⑥：Thread-01線程校驗(yàn)id值是否被其他線程使用過(guò)，校驗(yàn)結(jié)果：已經(jīng)被其他線程使用過(guò)，本次操作取消；

最終Thread-01線程先將auto_increment值寫入插入字段中，Thread-02線程將auto_increment寫入字段中發(fā)現(xiàn)該字段已經(jīng)被其他線程使用過(guò)，因此本次操作取消；但auto_increment值已經(jīng)變?yōu)?2；下一次執(zhí)行insert的線程獲取auto_increment值將會(huì)獲取到12，auto_increment為11這一次就這樣跳過(guò)了；

【交叉模式的注意事項(xiàng)】

由于交叉模式所帶來(lái)的id不連續(xù)問(wèn)題，在搭建有MySQL主從復(fù)制的架構(gòu)并且binlog日志格式為SBR時(shí)會(huì)出現(xiàn)主從數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題；

原因：當(dāng)Master接收高并發(fā)量的insert語(yǔ)句時(shí)會(huì)將insert語(yǔ)句記錄到binlog日志中，這些binlog日志被發(fā)送到Slave時(shí)Slave將會(huì)并發(fā)執(zhí)行這些SQL語(yǔ)句，很有可能導(dǎo)致Slave執(zhí)行這些語(yǔ)句的順序和當(dāng)初Master執(zhí)行的順序一致，導(dǎo)致主從分配的id不一致，因此在MySQL主從復(fù)制時(shí)從服務(wù)器應(yīng)禁止使用交叉模式；

自增步長(zhǎng)控制

一般我們?cè)趧?chuàng)建表的時(shí)候id起始值為1，通過(guò)AUTO_INCREMENT可以設(shè)置其值；

drop table if exists t3;
CREATE TABLE `t3`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `age` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT=1;
-- 在創(chuàng)建表后也可以通過(guò)SQL語(yǔ)句修改auto_increment
alter table t3 auto_increment=20;

自增幅度由以下兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制：

-- 自增的步長(zhǎng)
set auto_increment_increment=2;         -- 默認(rèn)1

可以通過(guò)函數(shù)獲取最后一個(gè)插入的id：

select last_insert_id();

【測(cè)試】

最終session-02插入的那條記錄id為2；

以上就是一文深入探究MySQL自增鎖的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MySQL自增鎖的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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