mysql锁机制之间隙锁(Next-Key锁)(五)
间隙锁(Next-Key锁)
当我们用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据记录的 索引项加锁;对于键值在条件范围内但并不存在的记录,叫做“间隙(GAP)”,InnoDB也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制就是所谓的间隙锁 (Next-Key锁)。
举例来说,假如emp表中只有101条记录,其empid的值分别是 1,2,…,100,101,下面的SQL:
Select * from emp where empid > 100 for update;
- 1
是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对符合条件的empid值为101的记录加锁,也会对empid大于101(这些记录并不存在)的“间隙”加锁。
InnoDB使用间隙锁的目的,一方面是为了防止幻读,以满足相关隔离级别的要求,对于上面的例子,要是不使 用间隙锁,如果其他事务插入了empid大于100的任何记录,那么本事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读;另外一方面,是为了满足其恢复和复制的需 要。有关其恢复和复制对锁机制的影响,以及不同隔离级别下InnoDB使用间隙锁的情况,在后续的章节中会做进一步介绍。
很显然,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待。因此,在实际应用开发中,尤其是并发插入比较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量使用相等条件来访问更新数据,避免使用范围条件。
还要特别说明的是,InnoDB除了通过范围条件加锁时使用间隙锁外,如果使用相等条件请求给一个不存在的记录加锁,InnoDB也会使用间隙锁!下面这个例子假设emp表中只有101条记录,其empid的值分别是1,2,……,100,101。
InnoDB存储引擎的间隙锁阻塞例子
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前言
InnoDB
通过 MVCC
和 NEXT-KEY Locks
,解决了在可重复读
的事务隔离级别下出现幻读
的问题。MVCC
我先挖个坑,日后再细讲,这篇文章我们主要来谈谈那些可爱的锁。
什么是幻读?
幻读是在可重复读
的事务隔离级别下会出现的一种问题,简单来说,可重复读
保证了当前事务不会读取到其他事务已提交的 UPDATE
操作。但同时,也会导致当前事务无法感知到来自其他事务中的 INSERT
或 DELETE
操作,这就是幻读
。
关于行锁我们要知道的
行锁在 InnoDB 中是基于索引
实现的,所以一旦某个加锁操作没有使用索引,那么该锁就会退化为表锁
。
可爱的锁
记录锁(Record Locks)
顾名思义,记录锁就是为某行记录加锁,它封锁该行的索引记录
:
-- id 列为主键列或唯一索引列
SELECT * FROM table WHERE id = 1 FOR UPDATE;
复制代码
id 为 1 的记录行会被锁住。
需要注意的是:id
列必须为唯一索引列
或主键列
,否则上述语句加的锁就会变成临键锁
。
同时查询语句必须为精准匹配
(=
),不能为 >
、<
、like
等,否则也会退化成临键锁
(感谢评论区 @decodes 提醒)。
其他实现
在通过 主键索引
与 唯一索引
对数据行进行 UPDATE 操作时,也会对该行数据加记录锁
:
-- id 列为主键列或唯一索引列
UPDATE SET age = 50 WHERE id = 1;
复制代码
间隙锁(Gap Locks)
间隙锁基于非唯一索引
,它锁定一段范围内的索引记录
。间隙锁基于下面将会提到的Next-Key Locking
算法,请务必牢记:使用间隙锁锁住的是一个区间,而不仅仅是这个区间中的每一条数据。
SELECT * FROM table WHERE id BETWEN 1 AND 10 FOR UPDATE;
复制代码
即所有在(1,10)
区间内的记录行都会被锁住,所有id 为 2、3、4、5、6、7、8、9 的数据行的插入会被阻塞,但是 1 和 10 两条记录行并不会被锁住。
除了手动加锁外,在执行完某些 SQL 后,InnoDB 也会自动加间隙锁,这个我们在下面会提到。
临键锁(Next-Key Locks)
Next-Key 可以理解为一种特殊的间隙锁,也可以理解为一种特殊的算法。通过临建锁可以解决幻读
的问题。 每个数据行上的非唯一索引列
上都会存在一把临键锁,当某个事务持有该数据行的临键锁时,会锁住一段左开右闭区间的数据。需要强调的一点是,InnoDB
中行级锁
是基于索引实现的,临键锁只与非唯一索引列
有关,在唯一索引列
(包括主键列
)上不存在临键锁。
假设有如下表:
MySql,InnoDB,Repeatable-Read:table(id PK, age KEY, name)
id | age | name |
---|---|---|
1 | 10 | Lee |
3 | 24 | Soraka |
5 | 32 | Zed |
7 | 45 | Talon |
该表中 age
列潜在的临键锁
有:
(-∞, 10],
(10, 24],
(24, 32],
(32, 45],
(45, +∞],
在事务 A
中执行如下命令:
-- 根据非唯一索引列 UPDATE 某条记录
UPDATE table SET name = Vladimir WHERE age = 24;
-- 或根据非唯一索引列 锁住某条记录
SELECT * FROM table WHERE age = 24 FOR UPDATE;
复制代码
不管执行了上述 SQL 中的哪一句,之后如果在事务 B
中执行以下命令,则该命令会被阻塞:
INSERT INTO table VALUES(100, 26, 'Ezreal');
复制代码
很明显,事务 A
在对 age
为 24 的列进行 UPDATE 操作的同时,也获取了 (24, 32]
这个区间内的临键锁。
不仅如此,在执行以下 SQL 时,也会陷入阻塞等待:
INSERT INTO table VALUES(100, 30, 'Ezreal');
复制代码
那最终我们就可以得知,在根据非唯一索引
对记录行进行 UPDATE \ FOR UPDATE \ LOCK IN SHARE MODE
操作时,InnoDB 会获取该记录行的 临键锁
,并同时获取该记录行下一个区间的间隙锁
。
即事务 A
在执行了上述的 SQL 后,最终被锁住的记录区间为 (10, 32)
。
总结
- InnoDB 中的
行锁
的实现依赖于索引
,一旦某个加锁操作没有使用到索引,那么该锁就会退化为表锁
。 - 记录锁存在于包括
主键索引
在内的唯一索引
中,锁定单条索引记录。 - 间隙锁存在于
非唯一索引
中,锁定开区间
范围内的一段间隔,它是基于临键锁实现的。 - 临键锁存在于
非唯一索引
中,该类型的每条记录的索引上都存在这种锁,它是一种特殊的间隙锁,锁定一段左开右闭
的索引区间。
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