意向共享锁与意向排它锁：详解与应用

在数据库系统中，锁机制是保证数据一致性和完整性的关键。除了行级锁和表级锁外，还有一种锁类型，它在数据库的事务处理中扮演着重要的角色——意向锁（Intention Locks）。在这篇博客中，我们将详细讲解意向共享锁（Intention Shared Lock）和意向排它锁（Intention Exclusive Lock）的概念、作用及其应用。

什么是意向锁？

意向锁是一种特殊的锁类型，主要用于表级别的锁管理，它的存在目的是为了避免在行级锁和表级锁之间发生冲突。意向锁不会直接锁定数据行，而是标记表中的某个数据行在未来可能会被锁定的意图。这种锁帮助数据库系统高效地管理并发事务，减少锁冲突，提高性能。

意向锁是表锁，为了协调行锁和表锁的关系，支持多粒度（表锁与行锁）的锁并存。

当有事务A有行锁时，MySQL会自动为该表添加意向锁，事务B如果想申请整个表的写锁，那么不需要遍历每一行判断是否存在行锁，而直接判断是否存在意向锁，增强性能。

意向共享锁（Intention Shared Lock）

定义：意向共享锁（IS锁）用于表示事务计划在未来对某些行加共享锁。它的存在表明事务对表中的行有意向加共享锁，从而确保其他事务不会在表级别上加排他锁。

方式：自动添加，添加共享锁的时候自动加上意向共享锁

作用：

• 锁管理：通过在表上加意向共享锁，数据库可以有效地协调对行级共享锁的请求，避免了事务直接竞争行级锁的问题。
• 避免冲突：意向共享锁的存在表明事务将要对表中的某些行加共享锁，其他事务可以避免对表级别的排他锁进行操作。

示例： 假设有两个事务：事务A希望对表中的某些行加共享锁，而事务B希望对整个表加排他锁。为了防止冲突，事务A会首先在表上加意向共享锁，事务B在尝试获取表级排他锁时，会检查表上是否有意向共享锁，以决定是否可以获取锁。

START TRANSACTION;

-- 事务A请求意向共享锁
SELECT * FROM products WHERE product_id = 1 LOCK IN SHARE MODE;

-- 事务B尝试获取排他锁
-- 事务B会检查表上是否存在意向共享锁，如果存在，可能会等待或回滚
LOCK TABLES products WRITE;

COMMIT;

意向排它锁（Intention Exclusive Lock）

定义：意向排它锁（IX锁）用于表示事务计划在未来对某些行加排他锁。它的存在表明事务对表中的行有意向加排他锁，从而阻止其他事务对这些行加共享锁或排他锁。

作用：

• 锁管理：通过在表上加意向排它锁，数据库可以有效地协调对行级排他锁的请求，避免了事务直接竞争行级锁的问题。
• 避免冲突：意向排它锁的存在表明事务将要对表中的某些行加排他锁，其他事务可以避免对表级别的共享锁进行操作。

方式：自动添加，添加排它锁的时候自动加上意向排它锁

示例： 假设有两个事务：事务A希望对表中的某些行加排他锁，而事务B希望对整个表加共享锁。为了防止冲突，事务A会首先在表上加意向排它锁，事务B在尝试获取表级共享锁时，会检查表上是否有意向排它锁，以决定是否可以获取锁。

START TRANSACTION;

-- 事务A请求意向排它锁
SELECT * FROM products WHERE product_id = 1 FOR UPDATE;

-- 事务B尝试获取共享锁
-- 事务B会检查表上是否存在意向排它锁，如果存在，可能会等待或回滚
LOCK TABLES products READ;

COMMIT;

意向锁的作用

1. 优化锁管理：意向锁帮助数据库系统高效地管理锁定请求，减少锁冲突和死锁的可能性。
2. 提高并发性：通过在表级别和行级别使用意向锁，数据库系统能够更好地处理并发事务，提高并发性能。
3. 减少锁竞争：意向锁减少了事务在尝试获取锁时的直接竞争，允许事务在表级别和行级别之间有序地进行锁定。

实战注意：这里的排它 / 共享锁指的都是表锁！！！意向锁不会与行级的共享 / 排它锁互斥！！！

  session1获取了某一行的排他锁，并未提交：

select*from goods where id=1 for update;

  此时 goods 表存在两把锁：goods 表上的意向排它锁与 id 为 1 的数据行上的排它锁。

  session2 想要获取 goods 表的共享锁：

LOCK TABLES goods READ;

  此时session2 检测session1 持有goods 表的意向排他锁，就可以得知session1必然持有该表中某些数据行的排他锁，那么session2 对 goods 表的加锁请求就会被排斥（阻塞），而无需去检测表中的每一行数据是否存在排它锁。

总结

意向共享锁和意向排它锁是数据库锁机制中的重要组成部分。它们通过在表级别标记事务的锁定意图，帮助数据库系统更有效地管理并发事务，减少锁冲突，提高性能。理解意向锁的概念和应用场景，有助于更好地设计和优化数据库事务处理策略，从而提高数据库系统的并发能力和数据一致性。