MySQL的间隙锁

Posted 2022-12-03 Shi Peng

一、、为什么要引入间隙锁

mysql引入间隙锁（Gap Lock），是为了在可重复读事务隔离级别中，解决幻读问题锁引入的锁机制。

二、幻读

2.1、什么是幻读

幻读是指，当一个事务先后两次查询同一个范围的时候，查到的结果不同，这是因为第二次这个事务查到了其他事务对数据所做的更改。

这里，先后执行了Q1 ~ Q3 3次select *** for update读，读到的结果不同：
1）sessionB由于执行了update t set d=5 where id=0, 导致新增了一条满足d=5条件的记录（0,0,5)
2）由于sessionC插入了一条记录，导致新增了一条满足d=5条件的记录(1,1,5)

在可重复读级别下，查询操作都是“快照读”，是不会看到其他事务新插入的记录的。因此，幻读在“当前读”的情况下才会出现。

2.2、间隙锁导致的死锁

1）session A 执行 select … for update 语句，由于 id=9 这一行并不存在，因此会加上 间隙锁 (5,10)
2）session B 执行 select … for update 语句，同样会加上间隙锁 (5,10)，间隙锁之间不会冲突，因此这个语句可以执行成功
3）session B 试图插入一行 (9,9,9)，被 session A 的间隙锁挡住了，只好进入等待;
4）session A 试图插入一行 (9,9,9)，被 session B 的间隙锁挡住了

此时，会产生死锁。InnoDB 的死锁检测马上就发 现了这对死锁关系，让 session A 的 insert 语句报错返回了。
间隙锁的引入，可能会导致同样的语句锁住更大的范围，这其实是影响了性能的。

三、什么是间隙锁

间隙锁（Gap Lock）：
1）间隙锁锁定的是索引BTree+叶子节点的next指针
2）间隙锁主要用于解决可重复读事务隔离级别中的幻读问题。

快照读：
在可重复读事务隔离级别下，快照读读到的是数据的当前版本或历史版本。所以快照读无需加锁也可以防止幻读。

当前读：
select…lock in share mode,select…for update
update,delete,insert
当前读：读取的是记录的最新版本，所以就需要通过加锁（行锁、间隙锁、表锁）的方式，使得被当前读读过的数据不能被新增修改或者删除，换句话说再来一次当前读要返回相同的数据

四、间隙锁的使用场景

数据库表：

CREATE TABLE `z` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `b` int(11) DEFAULT NULL,
  `c` int(255) NOT NULL DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `b` (`b`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=19 DEFAULT CHARSET=utf8;

b字段是索引，id是主键

INSERT INTO `study`.`z` (`id`, `b`, `c`) VALUES ('1', '1', '0');
INSERT INTO `study`.`z` (`id`, `b`, `c`) VALUES ('3', '6', '1');
INSERT INTO `study`.`z` (`id`, `b`, `c`) VALUES ('5', '4', '2');
INSERT INTO `study`.`z` (`id`, `b`, `c`) VALUES ('7', '8', '3');
INSERT INTO `study`.`z` (`id`, `b`, `c`) VALUES ('8', '10', '4');

BTree+的索引：

锁加在哪里呢？
begin; select * from z where b = 6 for update;

这条sql语句之后看看我们 需要做什么才能保证不发生幻读。
1）不能插入b为6的数据
2）不能删除b为6的数据
3）不能修改b为6的数据
4）不能把别的数据修改为b为6

突然一看挺复杂的，这个锁要怎么加呢，mysql大牛灵机一动，给叶子节点5的next指针加锁，给叶子节点3加行锁，给叶子节点3的next指针加锁。如下图所示

两个next指针锁解决了插入b为6或者把别的数据修改为b为6，行锁解决了修改b为6的行
这样加锁虽然解决了上述问题，但是也带来了副作用：
例如
INSERT INTO study.z (id, b, c) VALUES (‘6’, ‘4’, ‘0’);
执行上述语句会被block, 因为按照索引结构这条数据会插入到叶子结点5和3之间，会修改叶子节点5的next指针，虽然这条sql没有破坏上述的4个红色条件但是依然被阻塞了

INSERT INTO study.z (id, b, c) VALUES (‘4’, ‘4’, ‘0’);
这条语句可插入成功因为这条数据会插入在1的后面5的前面。

五、间隙锁的范围

begin;
select * from z where id=4 for update;
会锁住主键索引叶子节点的3的next指针

begin;
select * from z where id=3 for update;
间隙锁会退化为行锁只锁叶子节点3 ,为什么因为没必要。不加间隙锁也不会打破上述的红色4个条件

begin;
select * from z where id>4 for update;
叶子节点3及之后所有节点会加行锁并且他们的next指针会加锁

begin;
select * from z where c=2 for update;
会发生锁表，因为c没有索引结构能存储行锁或者间隙锁。