MySQL精准打击之间隙锁

2022-09-18 今日头条代码生活圈

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时隔很久，又开始码字了，在最近这段时间将会给大家带来MySQL相关的面试知识点分享，从原理及面试考察点全面剖析、浓缩、提炼面试表达点。

前言

本次分享MySQL间隙锁及RR隔离级别情况下常见的加锁分析，那么废话不多讲直接撸起袖子干。

什么是间隙锁

间隙锁

OK如上图所示，MySQL中的间隙锁（next-key lock）由间隙锁（gap lock）和行锁（row lock）组成。在使用过程中，会把查询范围的整个区间进行锁定，咱们可以先这样理解，后面慢慢剖析。

为什么有间隙锁

在RR隔离级别下，则有可能出现幻读（强调新增，前后两次查询结果不一致）的情况。所以在MySQL中，加入了间隙锁对当前读下的幻读进行解决。

为什么会出现幻读

我们来分析一下此时RC隔离级别+b普通索引的加锁情况：

RC隔离级别下的幻读

可以看到RC隔离级别下，b=5的记录加上了X锁，但是(0,5)还有(5,10)的间隙没有锁的情况，所以在这个间隙中可以插入新的数据。

现在我就可以回答出为什么会产生幻读了。产生幻读的原因是，行锁只能锁住行，但是新插入记录的这个动作，要更新的是记录之间的“间隙”。因此，为了解决幻读的问题，InnoDB在RR隔离级别引入了新的锁，它就是间隙锁（Gap Lock）。

RC隔离级别下的加锁情况

下面进行测试表结构创建：

create table `test`(
  `id` int(11) NOT NULL,
  `a` int(11) NOT NULL,
  `b` int(11) NOT NULL,
  `c` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY(`id`),
  UNIQUE KEY unix_key('a'),
  KEY ix_key(`b`)
)ENGINE=InnoDB;

insert into test values(0,0,0,0),(5,5,5,5),(10,10,10,10),(20,20,20,20);

创建一张test表，id是主键，a是唯一索引，b是普通索引，c是没有索引。

现在假设是在RC隔离级别下，我们来做一个实验看看：

事务A	事务B
set session transaction_isolation='READ-COMMITTED';	set session transation_isolation='READ-COMMITTED';
begin;
select * from test where b=5 for update; 返回：(5,5,5,5)
	begin;
	insert into test values(6,6,5,5);
	commit;
select * from test where b=5 for update; 返回：(5,5,5,5)，(6,6,5,5)
commit;

由上面实验得出，在RC隔离级别下，事务A对b=5这一行记录加了X锁，但是事务B插入一条新的记录的b字段也是为5，然后在事务A中可以查出b=5有两条记录，这个就产生了“幻读”。

也就是说，幻读是指一个事务前后两次查询同一范围的时候，后一次查询看到了前一次查询没有看到的行记录。

RR隔离级别下的加锁情况

加锁分析（以下默认都是RR隔离级别并且都是当前读）

这里我挑选出RR隔离级别下三种常见的情况进行SQL加锁分析：

RR隔离级别，where字段没有索引
RR隔离级别，where字段有普通索引
RR隔离级别，where字段有唯一索引

（1）RR隔离级别+无索引

RR隔离级别+无索引

上图所示，GAP锁加在c字段的(负无穷,0），(0，5），（5,10），(10,20），(20，正无穷）。但是在RR隔离级别下，我们都是默认是用next-key Lock（行锁+间隙锁），所以我们都是默认是左开右闭，同时也得知了所有的记录都加上了X锁及GAP锁（可以理解成表锁）。因此这张表在执行该SQL期间并未commit的话，除了不加锁的快照读事务，其他任何加锁的操作都将堵塞，如果是线上环境，将会是件非常有意思的事。

总结一下：RR隔离级别下，无索引的条件字段的当前读不仅会把每条记录都加上X锁，还会加上GAP锁。

（2）RR隔离级别+唯一索引

唯一索引的情况是最简单的，因为不管是RC隔离级别或者是RR隔离级别，唯一索引都只能查出一条记录，只会在对应的行记录加上X锁就没了。

为什么会这样？

因为GAP锁的目的是为了防止同一事务被连续两次当前读，然后两次读的情况不一致。如果能够保证字段是唯一的（唯一索引），其实就是最多只有一条记录满足条件，所以查询唯一索引的时候绝对不会出现GAP锁。

可以理解为RR+唯一索引和RC+唯一索引的加锁情况是一样的就好了。

（3）RR隔离级别+普通索引

RR隔离级别+普通索引

如上图所示，普通索引字段b=10给两条记录加了X锁，并且把聚集索引树的两条记录也加了X锁。GAP锁的是b的范围(5,10)，(10,正无穷)。所以next-key Lock锁的是(5,10]，(10,10]，（10，正无穷]。期间只要是b在next-key Lock的范围内就更新全部阻塞。

举例：insert into test values(6,6,6,6)就会被阻塞，原因就是RR隔离级别的间隙锁锁住了记录之间的“间隙”，所以会阻塞

总结

这次分享了RC隔离级别下出现幻读的情况，然后分析了为什么会出现幻读。
InnoDB为了解决幻读，在RR下引入了GAP锁，和行锁组成next-key Lock
分析了三种常见情况的加锁情况操作。