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MYSQL（04）-间隙锁详解

2019-07-21  本文已影响20人  小亮__

间隙锁（Gap Lock）是Innodb在\color{red}{可重复读}提交下为了解决幻读问题时引入的锁机制，（下面的所有案例没有特意强调都使用可重复读隔离级别）幻读的问题存在是因为新增或者更新操作，这时如果进行范围查询的时候（加锁查询），会出现不一致的问题，这时使用不同的行锁已经没有办法满足要求，需要对一定范围内的数据进行加锁，间隙锁就是解决这类问题的。在可重复读隔离级别下，数据库是通过行锁和间隙锁共同组成的（next-key lock），来实现的

加锁规则有以下特性，我们会在后面的案例中逐一解释：

案例数据

id(主键) c（普通索引） d（无索引）
5 5 5
10 10 10
15 15 15
20 20 20
25 25 25

以上数据为了解决幻读问题，更新的时候不只是对上述的五条数据增加行锁，还对于中间的取值范围增加了6间隙锁，（-∞，5]（5，10]（10，15]（15，20]（20，25]（25，+supernum] （其中supernum是数据库维护的最大的值。为了保证间隙锁都是左开右闭原则。）

案例一：间隙锁简单案例

步骤 事务A 事务B
1 begin;
select * from t where id = 11 for update;		 -
2 - insert into user value(12,12,12)
\color{red}{blocked}
3 commit; -

当有如下事务A和事务B时，事务A会对数据库表增加（10，15]这个区间锁，这时insert id = 12 的数据的时候就会因为区间锁（10，15]而被锁住无法执行。

案例二： 间隙锁死锁问题

步骤 事务A 事务B
1 begin;
select * from t where id = 9 for update;		 -
2 - begin;
select * from t where id = 6 for update;
3 - insert into user value(7,7,7)
\color{red}{blocked}
4 insert into user value(7,7,7)
\color{red}{blocked} 		-

不同于写锁相互之间是互斥的原则，间隙锁之间不是互斥的，如果一个事务A获取到了（5,10]之间的间隙锁，另一个事务B也可以获取到（5,10]之间的间隙锁。这时就可能会发生死锁问题，如下案例。
事务A获取到（5,10]之间的间隙锁不允许其他的DDL操作，在事务提交，间隙锁释放之前，事务B也获取到了间隙锁（5,10]，这时两个事务就处于死锁状态

案例三： 等值查询—唯一索引

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
update u set d= d+ 1 where id = 7;		 - -
2 - insert into u (8,8,8);
\color{red}{blocked} 		-
4 - - update set d = d+ 1 where id = 10

1.加锁的范围是（5,10]的范围锁
2.由于数据是等值查询，并且表中最后数据id = 10 不满足id= 7的查询要求，故id=10 的行级锁退化为间隙锁，（5,10）
3.所以事务B中id=8会被锁住，而id=10的时候不会被锁住

案例四： 等值查询—普通索引

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
select id form t where c = 5 lock in share mode;		 - -
2 - update t set d = d + 1 where id = 5 -
4 - - insert into values (7,7,7)\color{red}{blocked}

1.加锁的范围是（0,5]，（5,10]的范围锁
2.由于c是普通索引，根据原则4，搜索到5后继续向后遍历直到搜索到10才放弃，故加锁范围为（5,10]
3.由于查询是等值查询，并且最后一个值不满足查询要求，故间隙锁退化为（5,10）
4.因为加锁是对普通索引c加锁，而且因为索引覆盖，没有对主键进行加锁，所以事务B执行正常
5.因为加锁范围（5,10）故事务C执行阻塞
6.需要注意的是，lock in share mode 因为覆盖索引故没有锁主键索引，如果使用for update 程序会觉得之后会执行更新操作故会将主键索引一同锁住

案例五： 范围查询—唯一索引

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
select * form t where id >= 10 and id <11 for update		 - -
2 - insert into values(8,8,8)
insert into values(13,13,13) \color{red}{blocked} 		-
4 - - update t set d = d+ 1 where id = 15 \color{red}{blocked}
  1. next-key lock 增加范围锁（5,10]
  2. 根据原则5，唯一索引的范围查询会到第一个不符合的值位置，故增加（10，15]
    3.因为等值查询有id =10 根据原则3间隙锁升级为行锁，故剩余锁[10,15]
    4.因为查询并不是等值查询，故[10,15]不会退化成[10,15)
    5.故事务B（13,13,13）阻塞，事务C阻塞

案例六： 范围查询—普通索引

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
select * form t where c >= 10 and c <11 for update		 - -
2 - insert into values(8,8,8)
\color{red}{blocked} 		-
4 - - update t set d = d+ 1 where c = 15 \color{red}{blocked}
  1. next-key lock 增加范围锁（5,10]，（10，15]
    2.因为c是非唯一索引，故（5,10]不会退化为10
    3.因为查询并不是等值查询，故[10,15]不会退化成[10,15)
    4.所以事务B和事务C全部堵塞

案例八： 普通索引-等值问题

上面的数据增加一行（30,10,30），这样在数据库中存在的c=10的就有两条记录

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
delete from t where c = 10		 - -
2 - insert into values(12,12,12)
\color{red}{blocked} 		-
4 - - update t set d = d+ 1 where c = 15 \color{red}{ok}
  1. next-key lock 增加范围锁（5,10]，（10，15]
    2.因为是等值查询故退化为（5,10]，（10，15），故事务B阻塞，事务C执行成功
    加锁的范围如下图

案例九： 普通索引-等值Limit问题

步骤 事务A 事务B 事务C
1 begin;
delete from t where c = 10 limit 2		 - -
2 - insert into values(12,12,12)
\color{red}{OK} 		-
4 - - update t set d = d+ 1 where c = 15 \color{red}{ok}

1.根据上面案例8改造，将delete增加limit操作2的操作
2.因为知道了数据加锁值加2条，故在加锁（5，10]之后发现已经有两条数据，故后面不在向后匹配加锁。所以事务B执行成功，加锁范围如下

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