自增鎖

MySQL的自增鎖是指在使用自增主鍵（Auto Increment）時，為了保證唯一性和正確性，系統(tǒng)會對自增字段進行加鎖。這樣可以確保同時插入多條記錄時，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語句的用法用很多，另外MySQL還提供replace語句，允許對表中的數(shù)據(jù)進行替換；

• 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錯(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

簡單插入模式

• 示例：

insert into table_name values(xxx);

• 特點：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，暫時不演示

• 特點：事先不知道要插入的行數(shù)，以及所需的自動增量值的數(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：為一些(但不是全部)新行指定自動增量值

自增鎖原理

1）插入原理

MySQL自增鎖的實現(xiàn)機制是使用了一個名為"auto-increment lock"的互斥鎖。當使用INSERT語句插入一條新記錄時，MySQL會自動為自增字段加鎖，防止其他并發(fā)的插入操作同時獲取相同的自增值。這個鎖是在內(nèi)部實現(xiàn)的，不需要用戶手動創(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。但同時也會帶來一些性能上的影響，因為并發(fā)插入操作需要等待鎖的釋放。因此，在高并發(fā)的場景下，可能需要考慮使用其他方案來避免自增鎖成為瓶頸。

注意：自增鎖跟事務(wù)無關(guān)，即使多個insert語句存在同一個事務(wù)中，每次insert都會申請最新的自增鎖來獲取最新的AUTO_INCREMENT值；自增鎖保持到insert語句結(jié)束，而不是事務(wù)結(jié)束；

2）自增鎖表鎖

需要注意的是，自增鎖是基于表級別的，而不是行級別的。這意味著在同一時刻針對于同一張表只能有一個線程在插入記錄（前提是需要increment來分配id），并且每個表都有一個自己獨立的自增鎖。

自增鎖的模式

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

show variables like 'innodb_autoinc_lock_mode';

• 0：traditional（傳統(tǒng)模式）：每次insert都會產(chǎn)生表級別的自增鎖，能夠絕對保證insert的插入順序，但并發(fā)能力較弱；
• 1：consecutive（連續(xù)模式）：對于Simple Inserts能夠產(chǎn)生一個輕量級的頁面鎖來保證insert的連續(xù)插入；對于Bulk Inserts無法確定插入的行數(shù)時采用表級別自增鎖來保證insert的連續(xù)插入；
• 2：interleaved（交叉模式）：不采用表鎖，來一個insert處理一個，并發(fā)能力最高，但可能會造成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 ，每次均會進行表鎖。只有Innodb會視參數(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時每個insert獲取自增鎖時都會觸發(fā)表鎖，在某個insert沒有釋放表鎖之前其他線程/進程均不可獲取自增鎖；雖然傳統(tǒng)模式保證了多個insert插入的連續(xù)性但實際上并發(fā)插入屬于串行化，性能較低；

Tips：再次說明，自增鎖是執(zhí)行insert時獲取auto_increment值時才會申請，獲取到auto_increment值時就會立即釋放，跟事務(wù)無關(guān)；

2）consecutive（連續(xù)模式）

在連續(xù)模式下，InnoDB會根據(jù)當前執(zhí)行的insert語句來判斷是否使用表級別自增鎖。這也是InnoDB的默認值；

• Simple inserts：InnoDB能夠預(yù)先知道要插入的行數(shù)，因此產(chǎn)生的自增鎖只會鎖住對應(yīng)的那些id（頁鎖），避免表級別的自增鎖
• Bulk Inserts：InnoDB無法預(yù)知要插入的行，觸發(fā)表級別自增鎖

【Simple Inserts】

【Bulk Inserts】

3）interleaved（交叉模式）

在交叉模式下，所有的insert語句都不會使用自增鎖（悲觀鎖），而是采用一個輕量級的mutex（樂觀鎖），來一個insert立即處理，在生成insert語句完畢后檢查id是否被其他線程/進程使用，如果已經(jīng)被使用則重新獲取id；這樣一來，多條 INSERT 語句可以并發(fā)的執(zhí)行，因此交叉模式并發(fā)量最高，但對于同一個語句來說它所得到的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Thread-02線程也獲取到10

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

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

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

步驟⑥：Thread-01線程校驗id值是否被其他線程使用過，校驗結(jié)果：已經(jīng)被其他線程使用過，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，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值將會獲取到12，auto_increment為11這一次就這樣跳過了；

【交叉模式的注意事項】

由于交叉模式所帶來的id不連續(xù)問題，在搭建有MySQL主從復(fù)制的架構(gòu)并且binlog日志格式為SBR時會出現(xiàn)主從數(shù)據(jù)不一致問題；

原因：當Master接收高并發(fā)量的insert語句時會將insert語句記錄到binlog日志中，這些binlog日志被發(fā)送到Slave時Slave將會并發(fā)執(zhí)行這些SQL語句，很有可能導(dǎo)致Slave執(zhí)行這些語句的順序和當初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)制時從服務(wù)器應(yīng)禁止使用交叉模式；

自增步長控制

一般我們在創(chuàng)建表的時候id起始值為1，通過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SQL語句修改auto_increment
alter table t3 auto_increment=20;

自增幅度由以下兩個參數(shù)進行控制：

-- 自增的步長
set auto_increment_increment=2;         -- 默認1

可以通過函數(shù)獲取最后一個插入的id：

select last_insert_id();

【測試】

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自增鎖的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于MySQL自增鎖的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

最新評論