面试题：MySQL中共享锁与排他锁的互斥性场景及实现

Question

在MySQL数据库中，共享锁（S锁）和排他锁（X锁）存在互斥关系。请描述在一个简单的事务场景下，如何使用共享锁和排他锁，并阐述它们之间的互斥性是如何体现的。假设存在一张名为`users`的表，包含`id`和`name`字段。

Answer 1

使用共享锁（S锁）

1. 事务场景：
   • 假设有事务T1，想要读取users表中id为1的记录，同时希望其他事务也能读取该记录，但不允许修改。
   • 在MySQL中，使用SELECT...LOCK IN SHARE MODE语句来获取共享锁。例如：

START TRANSACTION;
SELECT id, name FROM users WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;
-- 这里事务T1对id为1的记录获取了共享锁，可以进行读取操作
-- 其他事务可以并发读取这条记录，但不能获取排他锁进行修改
COMMIT;

2. 体现共享特性：多个事务可以同时获取共享锁，对同一数据进行读取操作。如果有事务T2也执行SELECT id, name FROM users WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;，它可以顺利获取共享锁并读取数据，因为共享锁之间不互斥。

使用排他锁（X锁）

1. 事务场景：
   • 假设有事务T3，想要修改users表中id为1的记录，为了保证数据一致性，必须阻止其他事务读取或修改该记录。
   • 在MySQL中，使用SELECT...FOR UPDATE语句来获取排他锁。例如：

START TRANSACTION;
SELECT id, name FROM users WHERE id = 1 FOR UPDATE;
-- 这里事务T3对id为1的记录获取了排他锁
-- 其他事务不能获取共享锁或排他锁来访问这条记录
UPDATE users SET name = 'new_name' WHERE id = 1;
COMMIT;

2. 体现排他特性：排他锁具有排他性，一旦事务T3获取了排他锁，其他事务无论是想获取共享锁还是排他锁，都必须等待T3释放锁。例如事务T4执行SELECT id, name FROM users WHERE id = 1 LOCK IN SHARE MODE;或SELECT id, name FROM users WHERE id = 1 FOR UPDATE;，都会被阻塞，直到T3执行COMMIT或ROLLBACK释放排他锁。

互斥性体现

1. 共享锁与排他锁互斥：
   • 如果事务T1持有id为1记录的共享锁，此时事务T3尝试获取该记录的排他锁，T3会被阻塞。因为共享锁允许并发读取，但不允许修改，排他锁用于修改数据，二者不能同时存在。
   • 反之，如果事务T3持有id为1记录的排他锁，事务T1尝试获取共享锁，T1同样会被阻塞。这就保证了在数据修改时，不会有其他事务同时进行读取或修改操作，维护了数据的一致性和完整性。