2.5 自增锁
MySQL的自增锁是指在使用自增主键（Auto Increment）时，为了保证唯一性和正确性，系统会对自增字段进行加锁。这样可以确保同时插入多条记录时，每条记录都能够获得唯一的自增值。
2.5.1 表的插入数据方式
我们之前在表中插入数据都是用最基本的insert，但insert语句的用法用很多，另外MySQL还提供replace语句，允许对表中的数据进行替换；
- insert用法：
sql
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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; -- 插入记录,如果存在这条记录就报错(主键唯一) 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：
sql
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delete from t4; -- 如果没有这条记录就新增,有这条记录就修改 replace into t4 values(1,20); replace into t4 set id=10,age=100 ; replace into t4 select * from t3;
2.5.1 insert的不同类型
1）Simple inserts
简单插入模式
- 示例：
sql
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insert into table_name values(xxx);
- 特点：可以提前确定要插入的行数
2）Bulk inserts
批量插入模式，包含insert...select、replace select、load data等语句；
- 示例：
sql
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insert into t4 select * from t3; replace into t4 select * from t3;
Tips：load data属于海量数据插入，暂时不演示
- 特点：事先不知道要插入的行数，以及所需的自动增量值的数量
3）Mixed-mode
该模式也属于Simple Inserts
- 示例：
scss
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insert into table_name values(xxxx),(xxxx),(xxxx);
- 特点：为一些(但不是全部)新行指定自动增量值
2.5.2 自增锁原理
1）插入原理
MySQL自增锁的实现机制是使用了一个名为"auto-increment lock"的互斥锁。当使用INSERT语句插入一条新记录时，MySQL会自动为自增字段加锁，防止其他并发的插入操作同时获取相同的自增值。这个锁是在内部实现的，不需要用户手动创建或管理。
自增锁确保了插入记录的唯一性和正确性，避免了并发插入产生冲突。但同时也会带来一些性能上的影响，因为并发插入操作需要等待锁的释放。因此，在高并发的场景下，可能需要考虑使用其他方案来避免自增锁成为瓶颈。
注意：自增锁跟事务无关，即使多个insert语句存在同一个事务中，每次insert都会申请最新的自增锁来获取最新的AUTO_INCREMENT值；自增锁保持到insert语句结束，而不是事务结束；
2）自增锁表锁
需要注意的是，自增锁是基于表级别的，而不是行级别的。这意味着在同一时刻针对于同一张表只能有一个线程在插入记录（前提是需要increment来分配id），并且每个表都有一个自己独立的自增锁。
2.5.3 自增锁的模式
和自增锁相关的一个参数为（5.1.22版本之后加入）innodb_autoinc_lock_mode：可以设定3个值，0，1，2
sql
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show variables like 'innodb_autoinc_lock_mode';
- 0：traditional（传统模式）：每次insert都会产生表级别的自增锁，能够绝对保证insert的插入顺序，但并发能力较弱；
- 1：consecutive（连续模式）：对于Simple Inserts能够产生一个轻量级的页面锁来保证insert的连续插入；对于Bulk Inserts无法确定插入的行数时采用表级别自增锁来保证insert的连续插入；
- 2：interleaved（交叉模式）：不采用表锁，来一个insert处理一个，并发能力最高，但可能会造成insert分配的id顺序不一致；
Tips：参数只控制InnoDB引擎的设置，所有MyISAM均为traditional ，每次均会进行表锁。只有Innodb会视参数不同而产生不通的锁。
1）traditional（传统模式）
在传统模式下，不管是在执行Simple inserts还是Bulk inserts时每个insert获取自增锁时都会触发表锁，在某个insert没有释放表锁之前其他线程/进程均不可获取自增锁；虽然传统模式保证了多个insert插入的连续性但实际上并发插入属于串行化，性能较低；
Tips：再次说明，自增锁是执行insert时获取auto_increment值时才会申请，获取到auto_increment值时就会立即释放，跟事务无关；
2）consecutive（连续模式）
在连续模式下，InnoDB会根据当前执行的insert语句来判断是否使用表级别自增锁。这也是InnoDB的默认值；
- Simple inserts：InnoDB能够预先知道要插入的行数，因此产生的自增锁只会锁住对应的那些id（页锁），避免表级别的自增锁
- Bulk Inserts：InnoDB无法预知要插入的行，触发表级别自增锁
【Simple Inserts】
【Bulk Inserts】
3）interleaved（交叉模式）
在交叉模式下，所有的insert语句都不会使用自增锁（悲观锁），而是采用一个轻量级的mutex（乐观锁），来一个insert立即处理，在生成insert语句完毕后检查id是否被其他线程/进程使用，如果已经被使用则重新获取id；这样一来，多条 INSERT 语句可以并发的执行，因此交叉模式并发量最高，但对于同一个语句来说它所得到的auto_increment值可能不是连续的。
- 交叉模式示意图：
【模拟交叉模式并发插入情况】
步骤①：Thread-01线程执行insert获取到auto_increment值为10
步骤②：与此同时Thread-02线程也获取到10
步骤③：然后又回到Thread-01线程对auto_increment值+1，此时auto_increment为11
步骤④：然后Thread-02线程也对auto_increment+1，此时auto_increment为12
步骤⑤：Thread-01线程校验id值是否被其他线程使用过，校验结果：未被其他线程使用过，执行插入
步骤⑥：Thread-01线程校验id值是否被其他线程使用过，校验结果：已经被其他线程使用过，本次操作取消；
最终Thread-01线程先将auto_increment值写入插入字段中，Thread-02线程将auto_increment写入字段中发现该字段已经被其他线程使用过，因此本次操作取消；但auto_increment值已经变为12；下一次执行insert的线程获取auto_increment值将会获取到12，auto_increment为11这一次就这样跳过了；
【交叉模式的注意事项】
由于交叉模式所带来的id不连续问题，在搭建有MySQL主从复制的架构并且binlog日志格式为SBR时会出现主从数据不一致问题；
原因：当Master接收高并发量的insert语句时会将insert语句记录到binlog日志中，这些binlog日志被发送到Slave时Slave将会并发执行这些SQL语句，很有可能导致Slave执行这些语句的顺序和当初Master执行的顺序一致，导致主从分配的id不一致，因此在MySQL主从复制时从服务器应禁止使用交叉模式；
2.5.4 自增步长控制
一般我们在创建表的时候id起始值为1，通过AUTO_INCREMENT可以设置其值；
sql
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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; -- 在创建表后也可以通过SQL语句修改auto_increment alter table t3 auto_increment=20;
自增幅度由以下两个参数进行控制：
ini
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-- 自增的步长 set auto_increment_increment=2; -- 默认1
可以通过函数获取最后一个插入的id：
csharp
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select last_insert_id();
【测试】
| session-01 | session-02 |
|---|---|
| begin; | |
| begin; | |
| insert into t3 values(null,1); | |
| insert into t3 values(null,1); | |
| rollback; | |
| commit; |
最终session-02插入的那条记录id为2；