本文主要介绍InnoDB中的行锁相关概念,重点介绍行锁的锁定范围:
什么样的SQL语句会加锁?
加什么样的锁?
加锁语句会锁定哪些行?
背景知识
上面我们简单的介绍了InnoDB的行级锁,为了理解后面的验证部分,需要补充一下背景知识。如果对相应知识非常了解,可以直接跳转到验证部分内容。
1. InnoDB锁的类型
InnoDB引擎使用了七种类型的锁,他们分别是:
共享排他锁(Shared and Exclusive Locks)
意向锁(Intention Locks)
记录锁(Record Locks)
间隙锁(Gap Locks)
Next-Key Locks
插入意图锁(Insert Intention Locks)
自增锁(AUTO-INC Locks)
本文主要涉及Shared and Exclusive Locks,Record Locks,Gap Locks,Next-Key Locks这几种锁,其他类型锁如果大家感兴趣可以自己深入了解,在此不在详述。
1.1 Shared and Exclusive Locks
共享锁(S锁)和排他锁(X锁)的概念在许多编程语言中都出现过。先来描述一下这两种锁在MySQL中的影响结果:
如果一个事务对某一行数据加了S锁,另一个事务还可以对相应的行加S锁,但是不能对相应的行加X锁。
如果一个事务对某一行数据加了X锁,另一个事务既不能对相应的行加S锁也不能加X锁。
用一张经典的矩阵表格继续说明共享锁和排他锁的互斥关系:
-- | S | X |
---|---|---|
S | 0 | 1 |
X | 1 | 1 |
图中S表示共享锁X表示独占锁,0表示锁兼容1表示锁冲突,兼容不被阻塞,冲突被阻塞。由表可知一旦一个事务加了排他锁,其他个事务加任何锁都需要等待。多个共享锁不会相互阻塞。
1.2 Record Locks、Gap Locks、Next-Key Locks
这三种类型的锁都描述了锁定的范围,故放在一起说明。
以下定义摘自MySQL官方文档
记录锁(Record Locks):记录锁锁定索引中一条记录。
间隙锁(Gap Locks):间隙锁要么锁住索引记录中间的值,要么锁住第一个索引记录前面的值或者最后一个索引记录后面的值。
Next-Key Locks:Next-Key锁是索引记录上的记录锁和在索引记录之前的间隙锁的组合。
定义中都提到了索引记录(index record)。为什么?行锁和索引有什么关系呢?其实,InnoDB是通过搜索或者扫描表中索引来完成加锁操作,InnoDB会为他遇到的每一个索引数据加上共享锁或排他锁。所以我们可以称行级锁(row-level locks)为索引记录锁(index-record locks),因为行级锁是添加到行对应的索引上的。
三种类型锁的锁定范围不同,且逐渐扩大。我们来举一个例子来简要说明各种锁的锁定范围,假设表t中索引列有3、5、8、9四个数字值,根据官方文档的确定三种锁的锁定范围如下:
记录锁的锁定范围是单独的索引记录,就是3、5、8、9这四行数据。
间隙锁的锁定为行中间隙,用集合表示为(-∞,3)、(3,5)、(5,8)、(8,9)、(9,+∞)。
Next-Key锁是有索引记录锁加上索引记录锁之前的间隙锁组合而成,用集合的方式表示为(-∞,3]、(3,5]、(5,8]、(8,9]、(9,+∞)。
最后对于间隙锁还需要补充三点:
间隙锁阻止其他事务对间隙数据的并发插入,这样可有有效的解决幻读问题(Phantom Problem)。正因为如此,并不是所有事务隔离级别都使用间隙锁,MySQL InnoDB引擎只有在Repeatable Read(默认)隔离级别才使用间隙锁。
间隙锁的作用只是用来阻止其他事务在间隙中插入数据,他不会阻止其他事务拥有同样的的间隙锁。这就意味着,除了insert语句,允许其他SQL语句可以对同样的行加间隙锁而不会被阻塞。
对于唯一索引的加锁行为,间隙锁就会失效,此时只有记录锁起作用。
2. 加锁语句
前面我们已经介绍了InnoDB的是在SQL语句的执行过程中通过扫描索引记录的方式来实现加锁行为的。那哪些些语句会加锁?加什么样的锁?接下来我们逐一描述:
select ... from语句:InnoDB引擎采用多版本并发控制(MVCC)的方式实现了非阻塞读,所以对于普通的select读语句,InnoDB并不会加锁【注1】。
select ... from lock in share mode语句:这条语句和普通select语句的区别就是后面加了lock in share mode,通过字面意思我们可以猜到这是一条加锁的读语句,并且锁类型为共享锁(读锁)。InnoDB会对搜索的所有索引记录加next-key锁,但是如果扫描的唯一索引的唯一行,next-key降级为索引记录锁。
select ... from for update语句:和上面的语句一样,这条语句加的是排他锁(写锁)。InnoDB会对搜索的所有索引记录加next-key锁,但是如果扫描唯一索引的唯一行,next-key降级为索引记录锁。
update ... where ...语句:。InnoDB会对搜索的所有索引记录加next-key锁,但是如果扫描唯一索引的唯一行,next-key降级为索引记录锁。【注2】
delete ... where ...语句:。InnoDB会对搜索的所有索引记录加next-key锁,但是如果扫描唯一索引的唯一行,next-key降级为索引记录锁。
insert语句:InnoDB只会在将要插入的那一行上设置一个排他的索引记录锁。
最后补充两点:
如果一个查询使用了辅助索引并且在索引记录加上了排他锁,InnoDB会在相对应的聚合索引记录上加锁。
如果你的SQL语句无法使用索引,这样MySQL必须扫描整个表以处理该语句,导致的结果就是表的每一行都会被锁定,并且阻止其他用户对该表的所有插入。
SQL语句验证
闲言少叙,接下来我们进入本文重点SQL语句验证部分。
1.测试环境
数据库:MySQL 5.6.35
事务隔离级别:Repeatable read
数据库访问终端:mysql client
2.验证场景
2.1 场景一
建表:
CREATE TABLE `user` ( `id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(8) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `name` (`name`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
插入数据:
INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES ('1', 'a'); INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES ('3', 'c'); INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES ('5', 'e'); INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES ('7', 'g'); INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES ('9', 'i');
首先我们执行SQL语句的模板:
步骤 | client 1 | client 2 |
---|---|---|
1 | begin; | -- |
2 | SELECT * FROM user where name='e' for update; | -- |
3 | -- | begin; |
4 | -- | INSERT INTO `user` (`id`, `name`) VALUES (10, #{name}); |
5 | rollback; | -- |
6 | -- | rollback; |
替换步骤5中name的值,观察结果:
name的值 | 执行结果 |
---|---|
a | 不阻塞 |
b | 不阻塞 |
d | 阻塞 |
e | 阻塞 |
f | 阻塞 |
h | 不阻塞 |
i | 不阻塞 |
观察结果,我们发现SQL语句SELECT * FROM user where name='e' for update
一共锁住索引name中三行记录,(c,e]区间应该是next-key锁而(e,h)区间是索引记录e后面的间隙。
接下来我们确定next-key锁中哪部分是索引记录锁哪部分是间隙锁。
执行SQL语句的模板:
步骤 | client 1 | client 2 |
---|---|---|
1 | begin; | -- |
2 | SELECT * FROM user where name='e' f
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