MySQL 不同隔离级别，都使用了什么锁？

大家好，我是树哥。

在上篇文章，我们聊了「MySQL 啥时候会用表锁，啥时候用行锁」这个问题。在文章中，我们还留了一个问题，即：如果查询或更新时的数据特别多，是否从行锁会升级为表锁？此外，还有朋友留言说到：不同的隔离级别可能会用不同的锁，可以结合隔离级别来聊聊。

其实上面虽然是两个问题，但如果你把不同隔离级别下的加锁问题搞清楚了，那么第一个问题自然也清楚了。今天，就让我带着大家来聊聊不同隔离级别下，都会使用什么锁！

说透 MySQL 锁机制

在深入探讨不同隔离级别的锁内容之前，我们需要先回顾一下关于 MySQL 锁的本质以及一些基础内容，这样有利于我们后续的理解。

对于 MySQL 来说，如果只支持串行访问的话，那么其效率会非常低。因此，为了提高数据库的运行效率，MySQL 需要支持并发访问。而在并发访问的情况下，会发生各种各样的问题，例如：脏读、不可重复读、幻读等问题。为了解决这些问题，就出现了事务隔离级别。

本质上，事务隔离级别就是为了解决并发访问下的数据一致性问题的。不同的事务隔离级别，解决了不同程度的数据一致性。而我们所说的全局锁、表锁、行级锁等等，其实都是事务隔离级别的具体实现。而 MVCC、意向锁，则是一些局部的性能优化。

上面这段话，基本上就是对 MySQL 锁机制很透彻的理解。当我们懂了这些概念之间的关系之后，我们才能更加清晰地理解知识点。

事务隔离级别

相信大家都知道，MySQL 的事务隔离级别有如下 4 个，分别是：

读未提交
读已提交（READ COMMITTED)
可重复读（REPEATABLE READ）
串行化

读未提交，可以读取到其他事务还没提交的数据。 在这个隔离级别下，由于可以读取到未提交的值，因此会产生「脏读」问题。举个例子：A 事务更新了 price 为 30，但还未提交。此时 B 事务读取到了 price 为 30，但后续 A 事务回滚了，那么 B 事务读取到的 price 就是错的（脏的）。

读已提交，只能读到其他事务已经提交的数据。 这个隔离级别解决了脏读的问题，不会读到未提交的值，但是却会产生「不可重复读」问题。「不可重复读」指的是在同一个事务范围内，前后两次读取到的数据不一样。举个例子：A 事务第 1 次读取了 price 为 10。随后 B 事务将 price 更新为 20，接着 A 事务再次读取 price 为 30。A 事务前后两次读取到的数据是不一样的，这就是不可重复读。

思考题：MySQL 读已提交可以解决脏读问题，那它具体是如何解决的？

可重复读，指的是同一事务范围内读取到的数据是一致的。 这个隔离级别解决了「不可重复读」的问题，只要是在同一事务范围内，那么读取到的数据就是一样的。对于 MySQL Innodb 来说，其实通过 MVCC 来实现的。但「可重复读」隔离级别会产生幻读问题，即对于某个范围的数据读取，前后两次可能读取到不同的结果。

举个例子：数据库中有 price 为 1、3、5 三个商品，此时 A 事务查询 price < 10 的商品，查询到了 3 个商品。随后 B 事务插入了一条 price 为 7 的商品。接着 A 事务继续查询 price < 10 的商品，这次却查询到了 4 个商品。

可以看到「幻读」与「不可重复读」是有些类似的，只是「不可重复读」更多指的是某一条记录，而「幻读」指的则是某个范围数据。对于 MySQL Innodb 来说，其通过行级锁级别的 Gap Lock 解决了幻读的问题。

串行化，指的是所有事务串行执行。 这个就最简单了，不用去竞争，一个个去执行，但是效率也是最低的。

MySQL 锁类型

在 MySQL 中有全局锁、表级锁、行级锁三种类型，其中比较关键的是表级锁盒行级锁。

对于表级锁而言，其又分为表锁、元数据锁、意向锁三种。对于元数据锁而言，基本上都是数据库自行操作，我们无须关心。在 Innodb 存储存储引擎中，表锁也用得比较少。

对于行级锁而言，其又记录锁、间隙锁、Next-Key 锁。记录锁就是某个索引记录的锁，间隙锁就是两个索引记录之间的空隙锁，Next-Key 则是前面两者的结合。

在 Innodb 存储引擎中，我们可以通过下面的命令来查询锁的情况。

// 开启锁的日志

set global innodb_status_output_locks=on;

// 查看innodb引擎的信息(包含锁的信息)

show engine innodb status\G;

查询结果一般如下图所示：

上面几种不同类型的锁，其各自的关键字为：

表级的意向排它锁（IX）：lock mode IX。
表级的插入意向锁（LOCK_INSERT_INTENTION）: lock_mode X locks gap before rec insert intention
行级的记录锁（LOCK_REC_NOT_GAP）: lock_mode X locks rec but not gap
行级的间隙锁（LOCK_GAP）: lock_mode X locks gap before rec
行级的 Next-key 锁（LOCK_ORNIDARY）: lock_mode X

通过上面的命令，我们就可以知道不同的事务隔离级别使用了哪些锁了。

接下来，我们一个个来看看：不同事务隔离级别，都使用了哪些锁来实现。

读未提交

首先，我们创建一个 price_test 表并插入一些测试数据。

// 创建 price_test 表

CREATE TABLE `test`.`price_test` (

  `id` BIGINT(64) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

  `name` varchar(32) not null,

  `price` INTEGER(4) NULL,

  PRIMARY KEY (`id`));

// 插入测试数据

INSERT INTO price_test(name,price) values('apple', 10);

接着，我们打开两个命令行窗口，并且都修改事务隔离级别为「读未提交」。

// 设置隔离级别

SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;

// 查看隔离级别

select @@transaction_isolation;

接着，事务 A 执行如下命令，查询出 id 为 1 记录的 price 值。

// 执行命令

beign;

select * from price_test where id = 1;

// 执行结果

+----+-------+-------+

| id | name  | price |

+----+-------+-------+

|  1 | apple |    10 |

+----+-------+-------+

1 row in set (0.00 sec)

接着，事务 B 执行如下命令，修改 price 为 20。

begin;

update price_test set price = 20 where id = 1;

接着，事务 A 再次读取 id 为 1 记录的 price 值。

select * from price_test where id = 1;

从下图可以看到，事务 A 读取到了事务 B 未提交的数据，这其实就是脏读了。

从这个例子，我们可以得出一些结论：在「读未提交」事务隔离级别下，读写是可以同时进行的，不会阻塞。

看到这里，我突然想到了一个问题：那么写写是否会阻塞阻塞呢？

接下来，我们继续做一个测试：事务 A 和事务 B 同时对 id 为 1 的记录进行更新，看看是否能够更新成功。

如上图所示，我先用如下命令在事务 A（上边的窗口）执行，将 price 修改为 15。

begin;

update price_test set price = 15 where id = 1;

结果执行成功了，但此时事务 A 还未提交。

接着，我先用如下命令在事务 B（下边的窗口）执行，将 price 修改为 20。

从图中可以看到，事务 B 阻塞卡住了。

从这个例子，我们可以得出结论：在「读未提交」事务隔离级别下，写写不可以同时进行的，会阻塞。

此时，我们通过查看锁信息可以看到，其是加上一个行级别的记录锁，如下图所示。

当我使用 rollback 命令回滚事务 A 之后，事务 B 立刻就执行了，并且事务 A 还读取到了事务 B 设置的值，如下图所示。

有些小伙伴会说：如果指定了非索引的列作为查询条件，是否会触发间隙锁呢？

接下来我们测试一下。

我们往 price_test 表再插入一条数据，此时数据库中的数据如下所示。

接着，我们在事务 A 执行如下命令，查询 price > 15 的记录。

mysql> begin;

Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select * from price_test where price > 15 for update;

+----+--------+-------+

| id | name   | price |

+----+--------+-------+

|  2 | orange |    30 |

+----+--------+-------+

1 row in set (0.00 sec)

接着，我们在事务 B 执行如下命令，查询 price > 5 的记录。

begin;

select * from price_test where price > 5 for update;

从如下结果可以看到，事务 B 阻塞住了。

此时我们在事务 A 查看锁的情况，如下图所示。

从上图可以看出，MySQL 只是加上了一个记录锁，并没有加间隙锁。

最后我们总结一下：在「读未提交」隔离级别下，读写操作可以同时进行，但写写操作无法同时进行。与此同时，该隔离级别下只会使用行级别的记录锁，并不会用间隙锁。

读已提交

在「读已提交」隔离级别下，我们按之前的方式进行测试。

首先，我们设置一下隔离级别为「读已提交」。

// 设置隔离级别

SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;

// 查看隔离级别

select @@transaction_isolation;

接着，我们测试同时对 id 为 1 的数据进行更新，看看会发生什么。

事务 A 执行如下命令：

begin;

update price_test set price = 15 where id = 1;

事务 B 执行如下命令

begin;

update price_test set price = 20 where id = 1;

事务 B 阻塞了。查看下锁信息，如下图所示。

可以看到，其锁是一个行级别的记录锁，结果和「读未提交」的是一样的。

接下来，我们继续看看范围的查询是否会触发间隙锁。

事务 A 执行：

begin;

select * from price_test where price > 5 for update;

事务 B 执行：

begin;

select * from price_test where price > 15 for update;

事务 B 会阻塞，查看锁信息如下图所示。

可以看到，还是只有一个行级别的记录锁，并没有间隙锁。

看到这里，你会发现「读已提交」和「读未提交」非常相似。那么它们具体有啥区别呢？

其实他们的最大区别，就是「读已提交」解决了脏读的问题。

可重复读

在「可重复读」隔离级别下，我们按之前的方式进行测试。

首先，我们设置一下隔离级别为「可重复读」。

// 设置隔离级别

SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

// 查看隔离级别

select @@transaction_isolation;

接着，我们测试同时对 id 为 1 的数据进行更新，看看会发生什么。

事务 A 执行如下命令：

begin;

update price_test set price = 15 where id = 1;

事务 B 执行如下命令

begin;

update price_test set price = 20 where id = 1;

事务 B 阻塞了。查看下锁信息，毫无疑问，其实这里还是只会有记录锁，因为指定了索引。

接下来，我们继续看看范围的查询是否会触发间隙锁。

事务 A 执行：

begin;

select * from price_test where price > 5 for update;

事务 B 执行：

begin;

select * from price_test where price > 15 for update;

事务 B 会阻塞，查看锁信息如下图所示。

可以看到，在这里就变成了 Next-Key 锁，就是记录锁和间隙锁结合体。

总结一下：在「可重复读」隔离级别下，使用了记录锁、间隙锁、Next-Key 锁三种类型的锁。

值得一提的是，我们前面说过：可重复读存在幻读的问题，但实际上在 MySQL 中，因为其使用了间隙锁，所以在「可重复读」隔离级别下，可以通过加锁解决幻读问题。因此，MySQL 将「可重复读」作为了其默认的隔离级别。

总结

看到这里，我想我们可以对文章开头提出的问题做个解答了：MySQL 不同隔离级别，都使用了什么样的锁？

对于任何隔离级别，表级别的表锁、元数据锁、意向锁都是会使用的，但对于行级别的锁则会有些许差别。

在「读未提交」和「读已提交」隔离级别下，都只会使用记录锁，不会用间隙锁，当然也不会有 Next-Key 锁了。

而对于「可重复读」隔离级别来说，会使用记录锁、间隙锁和 Next-Key 锁。

今天我们是从隔离级别这个角度来看锁的应用，但什么时候会用上记录锁？什么时候会用上间隙锁？后面有机会，我们将聊聊这部分的问题。

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参考资料