MYSQL锁之InnoDB record,gap and next-key locks

本文主要是介绍MYSQL锁之InnoDB record,gap and next-key locks，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

InnoDB 在行级锁包括record loc，gap lock（区间锁），next-key locks，其中：

Record lock: 索引记录锁，就是仅仅锁着单独的一行
Gap lock: 在索引记录之间进行锁，包括第一条索引数据前和最后一条索引数据后
Next-key lock:是 record lock和a gap lock的组合，gap lock 在某记录前

innodb只有在REPEATABLE READ隔离级别下、并且参数innodb_locks_unsafe_for_binlog关闭下，才有通过next-key locks来避免幻读

假如一个索引包含10,11,13,20，那么可能的next-key lock的包括：
(无穷小, 10]
(10,11]
(11,13]
(13,20]

(20, 无穷大)

实验1

admin@test06:22:52>select * from test2;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  2 | NULL |
| 10 | NULL |
| 12 | NULL |
| 13 | NULL |
| 16 | NULL |
+----+------+
admin@test06:49:04>select * from test2 where id=13 for update;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 13 | NULL |
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

admin@test06:48:26> insert into test2 values(14,'');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
admin@test06:49:16> insert into test2 values(9,'');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
admin@test06:51:38>delete from test2 where id=13;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

结论：只锁定13记录，其他记录插入ok；

实验2

admin@test06:22:52>select * from test2;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  2 | NULL |
| 10 | NULL |
| 12 | NULL |
| 13 | NULL |
| 16 | NULL |
+----+------+
5 rows in set (0.01 sec)
admin@test06:22:31>select * from test2 where id=120 for update;
Empty set (0.00 sec)

admin@test06:23:23> insert into test2 values(7,'');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
admin@test06:23:39> insert into test2 values(101,'');
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

结论：查询不存在的值，锁定了空间 (16, 无穷大)，大于16的数据插入失败；

实验3

admin@test06:42:58>select * from test2;
+----+------+
| id | name |
+----+------+
|  2 | NULL |
| 10 | NULL |
| 12 | NULL |
| 13 | NULL |
| 16 | NULL |
+----+------+
5 rows in set (0.01 sec)
admin@test06:42:59>select * from test2 where id=15 for update;
Empty set (0.00 sec)

admin@test06:43:27> insert into test2 values(5,'');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
admin@test06:43:33> insert into test2 values(14,'');
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
admin@test06:43:45> insert into test2 values(18,'');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

结论，查询一个不存在职，区间在（13，16】，该区间插入失败；其他区间ok；

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以下是一个在公司wiki中记录的真实事故，相关的用法其实我在上一家公司也用过，当时出现了很多异常及数据库连接超时等问题，但是由于当时出了问题会重新处理所以数据并没有错，因此也就没有人在意这个问题，直到今天看到这篇文章及这个事故的描述，才发现当时写的东西有多么糟糕，一下是事故原理的简单描述：

select * from table_0 where id=1111 LIMIT 0, 1 FOR UPDATE

update table_79 set ….. where id=1111;

这里为table_0加了一个悲观所，锁住id (1111, 无穷大) — innodb的间隙锁定（next-key locking），之后有一个table_0的插入操作，由于锁的缘故，插入失败。线上mysql隔离级别是：REPEATABLE READ， SELECT … FOR UPDATE, SELECT … LOCK IN SHARE MODE, UPDATE, 和 DELETE 以唯一条件搜索唯一索引的，只锁定所找到的索引记录，而不锁定该索引之前的间隙。否则这些操作将使用 next-key 锁定，以 next-key 和 gap locks 锁定找到的索引范围，并阻塞其它用户的新建插入。

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Innodb的锁粒度不仅仅支持行级锁，也支持粗粒度的表级锁，以及记录之间的gap锁。

表级锁
表级锁分为两种：
1、Mysql Server层面支持的表级锁（S & X），需要显式的通过Lock Tables加锁，需要显式的UnLock Tables释放表锁。
2、Innodb存储引擎层面的意向表级锁（IS & IX），用户无需关心，Innodb在加记录锁前会自动加意向锁，事务提交会自动释放意向锁。
Innodb引入意向表锁的目的，是为了解决表锁和行锁的冲突。因为Mysql Server层级的表锁，会锁住全部记录，自然会和行锁产生冲突，直接建立表锁和行锁的兼容矩阵会比较复杂，引入意向表锁可以建立表锁和意向表锁的兼容矩阵，简化问题。
表锁和意向表锁的兼容矩阵：
IS IX S X
IS + + + –
IX + + – –
S + – + –
X – – – –

行级锁
Innodb的行级锁有以下几种：
1、记录锁：只锁记录（索引记录）
2、间隙锁：只锁记录间隙；如果只查询到一条唯一的记录，则不加gap锁；
3、Next-Key锁：innodb默认锁，锁住记录和记录前的间隙；InnodbDB默认使用Next-key锁；
4、意向间隙锁：插入时使用的锁，插入时也添加Record锁。
行级锁的兼容矩阵：
G I R N (已经存在的锁)
G + + + +
I - + + -
R + + - -
N + + - -
+ 代表兼容， -代表不兼容. I代表插入意图锁,
G代表Gap锁，I代表插入意图锁,R代表记录锁，N代表Next-Key锁.
S锁和S锁是完全兼容的，因此在判别兼容性时不需要对比精确模式。
精确模式的检测，用在S、X和X、X之间。

从这个矩阵可以看到几个特点：
A. INSERT操作之间不会有冲突。
B. GAP,Next-Key会阻止Insert。
C. GAP和Record,Next-Key不会冲突
D. Record和Record、Next-Key之间相互冲突。
E. 已有的Insert锁不阻止任何准备加的锁。

在innodb中，快照读不加任何锁；lock in share mode加S锁；当前读加X锁。
以上介绍的锁既适用于Share mode，又适用于Exclusive Mode。

当前读select for update的时候，返回结果为空，也会加Record锁或者Next-key锁。