1. [深度解密] 锁机制详解¶
数据库锁机制是面试中区分“初级工程师”与“高级工程师”的分水岭。很多同学只知道“行锁”和“表锁”，但对于它们背后的协作机制、加锁规则以及死锁问题知之甚少。本章将带你深入 MySQL 锁的世界。
1.1 锁的全局观¶
在 MySQL 中，锁可以按照粒度粗略分为三类：全局锁、表级锁**和**行级锁。
- 全局锁：锁定整个数据库实例，通常用于全库逻辑备份。命令是
Flush tables with read lock (FTWRL)。 - 表级锁：锁定整张表，开销小，加锁快，不会出现死锁；但锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低。MyISAM 引擎默认使用表级锁。
- 行级锁：锁定某一行数据，开销大，加锁慢，会出现死锁；但锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。InnoDB 引擎默认使用行级锁。
1.2 表级锁：不仅仅是 Lock Tables¶
除了显式的 LOCK TABLES 命令外，MySQL 还有两种非常重要的表级锁：元数据锁 (MDL) 和 意向锁 (Intention Lock)。
1.2.1 元数据锁 (MDL)¶
MDL (Metadata Lock) 不需要显式使用，在访问一个表的时候会被自动加上。它的作用是保证读写的正确性。 * 当对一个表做增删改查操作时，加 MDL 读锁。 * 当要对表做结构变更操作（如 ALTER TABLE）时，加 MDL 写锁。
面试坑点：给一个小表加字段，为什么会导致整个库挂掉？
解析：MDL 锁是系统默认加的。如果一个长事务正在查询表 A（持有 MDL 读锁），此时你执行 ALTER TABLE A，由于写锁优先级高，它会阻塞后续所有的读写操作，导致该表完全不可用，甚至拖垮整个库。
1.2.2 意向锁 (Intention Lock)¶
这是面试中极容易被忽视的一个概念。
问题：假设事务 A 获取了表中某一行数据的排他锁（行锁），此时事务 B 想要获取整张表的排他锁（表锁），它该怎么办？ 常规思路：事务 B 需要遍历整张表，查看每一行是否被锁住。这效率太低了！
意向锁的解决方案： 意向锁是由 InnoDB 引擎自己维护的，用户无法手动操作。 * 意向共享锁 (IS)：事务打算给数据行加行级共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的 IS 锁。 * 意向排他锁 (IX)：事务打算给数据行加行级排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的 IX 锁。
核心作用：意向锁是**表级锁**。它的存在是为了**快速判断表中是否有记录被加锁**。当事务 B 想要加表锁时，只需要检查表上是否有意向锁，而不需要遍历每一行。
1.3 行级锁：InnoDB 的杀手锏¶
InnoDB 的行锁是通过给**索引**上的索引项加锁来实现的。这意味着：只有通过索引条件检索数据，InnoDB 才使用行级锁，否则，InnoDB 将使用表锁！
1.3.1 共享锁 (S锁) 与 排他锁 (X锁)¶
- 共享锁 (Shared Lock, S锁)：又称读锁。允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得该行的排他锁。
- 用法：
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE;
- 用法：
- 排他锁 (Exclusive Lock, X锁)：又称写锁。允许获取排他锁的事务更新数据，阻止其他事务获得该行的共享锁和排他锁。
- 用法：
SELECT ... FOR UPDATE;或UPDATE,DELETE,INSERT语句自动加 X 锁。
- 用法：
兼容性矩阵：
| 锁类型 | S锁 (共享锁) | X锁 (排他锁) |
|---|---|---|
| S锁 | 兼容 | 冲突 |
| X锁 | 冲突 | 冲突 |
1.4 幻读的克星：间隙锁与 Next-Key Lock¶
在可重复读 (Repeatable Read) 隔离级别下，InnoDB 为了解决**幻读**问题，引入了更复杂的锁机制。
1.4.1 什么是幻读？¶
幻读是指在同一个事务中，前后两次查询同一个范围，后一次查询看到了前一次查询没有看到的行（通常是其他事务新插入的行）。
1.4.2 间隙锁 (Gap Lock)¶
间隙锁锁定的是两个索引记录之间的**间隙**，或者是第一条记录之前的间隙，或者是最后一条记录之后的间隙。 * 作用：防止其他事务在这个间隙中插入新记录。 * 特性：间隙锁之间是不冲突的。多个事务可以同时持有同一个间隙的间隙锁。
1.4.3 临键锁 (Next-Key Lock)¶
临键锁是 行锁 + 间隙锁 的组合。它既锁定了记录本身，也锁定了记录之前的间隙。
* 区间：Next-Key Lock 锁定的是一个**前开后闭**的区间，例如 (5, 10]。
* 默认行为：InnoDB 在 RR 隔离级别下，默认使用 Next-Key Lock 进行加锁。
案例解析：
假设表 t 中有记录 id = 5, 10, 15。
执行 SELECT * FROM t WHERE id > 5 AND id < 15 FOR UPDATE;
InnoDB 会加上 Next-Key Lock：(5, 10] 和 (10, 15]。
此时，插入 id = 7 或 id = 12 都会被阻塞，从而避免了幻读。
1.5 死锁与解决方案¶
什么是死锁？ 死锁是指两个或多个事务在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象。
经典死锁案例： * 事务 A 锁住了行 1，想要申请行 2 的锁。 * 事务 B 锁住了行 2，想要申请行 1 的锁。 * 两者互相等待，无休无止。
解决方案：
1. 超时等待：设置 innodb_lock_wait_timeout 参数。当等待时间超过阈值时，其中一个事务回滚。
2. 死锁检测（推荐）：开启 innodb_deadlock_detect = on。InnoDB 会主动检测死锁环，一旦发现死锁，会选择回滚持有最少排他锁的事务，让其他事务得以执行。
如何避免死锁？ * 以固定的顺序访问表和行。 * 大事务拆小，缩短持有锁的时间。 * 在同一个事务中，尽可能一次锁定所有需要的资源。