深入理解MySQL的间隙锁

Posted 2023-04-22

参考技术A 因为行锁只能锁住行，但是新插入记录这个动作，要更新的是记录之间的“间隙”。为了解决幻读问题，InnoDB 只好引入新的锁，也就是间隙锁 (Gap Lock)。

间隙锁，锁的就是两个值之间的空隙，不允许两个值之间再插一个值。

比如初始化插入了 6 个记录，这就产生了 7 个间隙。分别是 (-∞,0)、(0,5)、(5,10)、(10,15)、(15,20)、(20, 25)、(25, +supremum)，间隙锁都是开区间

和行锁不一样的是，跟间隙锁存在冲突关系的，是“往这个间隙中插入一个记录”这个操作。间隙锁之间都不存在冲突关系。

缺点：可能会导致同样的语句锁住更大的范围，影响了并发度。

间隙锁和行锁合称 next-key lock，每个 next-key lock 是前开后闭区间。如果用 select * from t for update 要把整个表所有记录锁起来，就形成了 7 个 next-key lock，分别是 (-∞,0]、(0,5]、(5,10]、(10,15]、(15,20]、(20, 25]、(25, +supremum]。

和间隙锁的最大区别是，next-key lock 为前开后闭区间，这样所有的next-key lock就可以把所有记录锁起来。

加锁规则里面，包含了两个“原则”、两个“优化”和一个“bug”

mysql间隙锁

什么是间隙锁（gap lock）？

　　间隙锁是一个在索引记录之间的间隙上的锁。

间隙锁的作用？　　

　　保证某个间隙内的数据在锁定情况下不会发生任何变化。比如我mysql默认隔离级别下的可重复读（RR）。

　　当使用唯一索引来搜索唯一行的语句时，不需要间隙锁定。如下面语句的id列有唯一索引，此时只会对id值为10的行使用记录锁。

　　　　select * from t where id = 10 for update;// 注意：普通查询是快照读，不需要加锁
　　如果，上面语句中id列没有建立索引或者是非唯一索引时，则语句会产生间隙锁。

　　如果，搜索条件里有多个查询条件(即使每个列都有唯一索引)，也是会有间隙锁的。

　　需要注意的是，当id列上没有索引时，SQL会走聚簇索引的全表扫描进行过滤，由于过滤是在MySQL Server层面进行的。因此每条记录（无论是否满足条件）都会被加上X锁。但是，为了效率考量，MySQL做了优化，对于不满足条件的记录，会在判断后放　　　             锁，最终持有的，是满足条件的记录上的锁。但是不满足条件的记录上的加锁/放锁动作是不会省略的。所以在没有索引时，不满足条件的数据行会有加锁又放锁的耗时过程。

间隙的范围？

　　根据检索条件向下寻找最靠近检索条件的记录值A作为左区间，向上寻找最靠近检索条件的记录值B作为右区间，即锁定的间隙为（A，B] 左开右闭。

通过上面的描述，感觉很抽象？

　　没关系，下面我们来通过具体的实验来说明gap锁。再次强调（当使用唯一索引来搜索唯一行的语句时，不需要间隙锁定）

　　我们先创建一张数据表：　

MariaDB [locktest]> create table gaplockt(
-> id int not null,
-> name varchar(255) not null primary key,
-> key `id_index` (`id`)
-> );

　　在向表中插入一些数据：

MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(1,\'panchao\'),(5,\'songzuer\'),(10,
\'yangmi\');

　　现在我们的表情况是这样的：

MariaDB [locktest]> select * from gaplockt;
+----+----------+
| id | name |
+----+----------+
| 1 | panchao |
| 5 | songzuer |
| 10 | yangmi |
+----+----------+

　　接下来我们设置autocommit = 0；

MariaDB [locktest]> set autocommit = 0;

MariaDB [locktest]> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
| 0 |
+--------------+

　　现在我们的准备工作已经做完了，我们再事物A中给记录添加一个写锁：

MariaDB [locktest]> select * from gaplockt where id = 5 for update;
+----+----------+
| id | name |
+----+----------+
| 5 | songzuer |
+----+----------+

　　由于id不是唯一索引，表上加上相应的gap锁。如下图：

　　以上语句会给表加上的gap锁包括（gap2和gap3），也就是1~5U5~10，特别注意这个区间为左开右闭区间（1,10]，没理解没关系，我们接下来通过实验来验证。

　　实验1、

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(6,\'jingruyang\');

　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction　

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(4,\'jingruyang\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(1,\'jingruyang\');
　　Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(10,\'jingruyang10\');

　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

　　通过以上实验，我们可以看到当id = 1的时候，我们是能添加数据的，但是当id = 10的时候我们是不能添加数据的，事实证明，我们的这个gap锁区间为(1,10]

　　实验2、

　　接下来我们来讨论gap1和gap4的问题。

　　当我们执行以下语句的时候，或收获gap4锁。

　　MariaDB [locktest]> select * from gaplockt where id = 100 for update;

　　那么gap4锁的范围是多少呢？ 是（10,100]吗？

　　直接告诉你们答案，不是，它的范围是（10，+∞），下面我们通过实验来验证。

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(99,\'jingruyang99\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(100,\'jingruyang100\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(1000,\'jingruyang1000\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

　　可以看到id=99   id= 100  id=1000  都是上了锁的，所以gap4的区间为（10，+∞）

　　我们再来讨论gap1

　　执行以下语句获取gap1

　　MariaDB [locktest]> select * from gaplockt where id = -100 for update;

　　gap1的区间我直接告诉大家，（-∞，1）

　　下面我们通过实验证明。

　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(-99,\'jingruyang99\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(-100,\'jingruyang99\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
　　MariaDB [locktest]> insert into gaplockt values(-10000,\'jingruyang99\');
　　ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

　　看到上面的结果，就不用我多说什么了吧。

以下是两个比较有参考价值的链接，有兴趣的朋友可以看一下。

　　Mysql中的GAP锁(间隙锁)

　　MySQL的innoDB锁机制以及死锁处理