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面试题:MySQL意向排他锁如何在一定程度提升锁检查效率

请简要阐述MySQL意向排他锁的概念,并说明它是怎样提升锁检查效率的,在哪些场景下这种提升效果较为明显?
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数据库MySQL

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1. 概念

MySQL意向排他锁(Intention Exclusive Lock,简称IX锁)是一种表级别的锁。它表示事务打算在表中的某些行上获取排他锁(X锁)。在获取行级排他锁之前,会先获取表级的意向排他锁。意向锁的主要目的是为了在锁层次结构中建立一种信号机制,使得数据库能够快速判断是否可以获取更细粒度的锁,从而避免死锁和提高锁检查的效率。

2. 提升锁检查效率的原理

  • 锁层次结构:MySQL采用了一种锁层次结构,从表级锁到行级锁。当事务想要获取行级排他锁时,先获取表级的IX锁。数据库在检查锁兼容性时,首先检查表级锁的状态。如果表上已经有与IX锁不兼容的锁(例如共享意向锁IS与IX锁不兼容),则直接拒绝后续的行级锁请求,无需遍历所有行来检查锁冲突。
  • 减少锁冲突检查范围:意向锁使得数据库在处理锁请求时,能够快速定位到冲突发生的层次。对于表级锁的检查相对简单和快速,相比于每次获取行级锁都要遍历整个表来检查是否有冲突,大大减少了锁检查的范围和时间复杂度。

3. 提升效果明显的场景

  • 高并发写操作场景:在大量事务同时进行写操作的场景下,例如电商系统的库存扣减操作。每个事务都需要获取行级排他锁来修改库存,如果没有意向锁,数据库需要在每次获取行级锁时,对表中的每一行进行锁检查,效率极低。而有了意向排他锁,先获取表级IX锁,通过简单的表级锁状态检查,就能快速判断是否可以获取行级锁,显著提升效率。
  • 混合读写操作场景:当系统中既有大量读操作(获取共享锁S锁),又有写操作(获取排他锁X锁)时。意向锁可以帮助数据库快速判断读操作的共享意向锁IS和写操作的意向排他锁IX之间的兼容性。例如,当有事务持有表级IS锁时,新的事务如果请求IX锁,数据库通过表级锁状态检查就能发现冲突,无需检查具体行,提高了系统处理混合读写操作的效率。