六个案例搞懂mysql间隙锁

mysql中的间隙是指索引中两个索引键之间的空间，间隙锁用于防止范围查询期间的幻读，确保查询结果的一致性和并发安全性。

概念解释

记录锁（record lock）

记录锁也被称为行锁，顾名思义，它是针对数据库中的行记录进行的锁定。

比如：

select * from `user` where `id`=1 for update;

上面的sql会在 id=1 的行记录上加上记录锁，以阻止其他事务插入，更新，删除这一行。

间隙锁（gap lock）

间隙锁就是对间隙加锁，用于锁定索引范围之间的间隙，以避免其他事务在这个范围内插入新的数据。间隙锁是排它锁，阻止了其他事务在间隙中插入满足条件的值，间隙锁仅在可重复读隔离级别下才有效。

关于间隙锁的详细讲解放在下文，这里只是先做个概念上的介绍。

临键锁（next-key lock）

临键锁由记录锁和间隙锁组合而成，它在索引范围内的记录上加上记录锁，并在索引范围之间的间隙上加上间隙锁。这样可以避免幻读（phantom read）的问题，确保事务的隔离性。

切记：间隙锁的区间是左开右开的，临键锁的区间是左开右闭的。

间隙锁详解

间隙锁是保证临键锁正常运作的基础，理解间隙锁的概念对于深入理解这三种锁非常重要。

间隙锁的锁定范围是指在索引范围之间的间隙

举个简单例子来说明：

假设有一个名为products的表，其中有一个整型列product_id作为主键索引。现在有两个并发事务：事务a和事务b。

事务a执行以下语句：

begin;
select * from `products` where `product_id` between 100 and 200 for update;

事务b执行以下语句：

begin;
insert into `products` (`product_id`, `name`) values (150, 'product 150');

在这种情况下，事务a会在products表中product_id值在 100 和 200 之间的范围上设置间隙锁。因此，在事务a运行期间，其他事务无法在这个范围内插入新的数据，在事务b尝试插入product_id为150的记录时，由于该记录位于事务a锁定的间隙范围内，事务b将被阻塞，直到事务a释放间隙锁为止。

间隙锁触发条件

在可重复读（repeatable read）事务隔离级别下，以下情况会产生间隙锁：

• 使用普通索引锁定：当一个事务使用普通索引进行条件查询时，mysql会在满足条件的索引范围之间的间隙上生成间隙锁。
• 使用多列唯一索引：如果一个表存在多列组成的唯一索引，并且事务对这些列进行条件查询时，mysql会在满足条件的索引范围之间的间隙上生成间隙锁。
• 使用唯一索引锁定多行记录：当一个事务使用唯一索引来锁定多行记录时，mysql会在这些记录之间的间隙上生成间隙锁，以确保其他事务无法在这个范围内插入新的数据。

需要注意的是，上述情况仅在可重复读隔离级别下才会产生间隙锁。在其他隔离级别下，如读提交（read committed）隔离级别，mysql可能会使用临时的意向锁来避免并发问题，而不是生成真正的间隙锁。

为什么这里强调的是普通索引呢？因为对唯一索引锁定并不会触发间隙锁，请看下面这个例子：

假设我们有一个名为students的表，其中有两个字段：id 和 name。id是主键，现在有两个事务同时进行操作：

事务a执行以下语句：

select * from students where id = 1 for update;

事务b执行以下语句：

insert into students (id, name) values (2, 'john');

由于事务a使用了唯一索引锁定，它会锁定id为1的记录，不会触发间隙锁。同时，在事务b中插入id为2的记录也不会受到影响。这是因为唯一索引只会锁定匹配条件的具体记录，而不会锁定不存在的记录（如间隙）。

当使用唯一索引锁定一条存在的记录时，会使用记录锁，而不是间隙锁

但是当搜索条件仅涉及到多列唯一索引的一部分列时，可能会产生间隙锁。以下是一个例子：

假设students表，包含三个列：id、name和age。我们在(name, age)上创建了一个唯一索引。

现在有两个事务同时进行操作：

事务a执行以下语句：

select * from students where name = 'john' for update;

事务b执行以下语句：

insert into students (id, name, age) values (2, 'john', 25);

在这种情况下，事务a搜索的条件只涉及到了唯一索引的一部分列（name），而没有涉及到完整的索引列（name, age）。因此，mysql会对匹配的记录加上行锁，并且还会对与该条件范围相邻的间隙加上间隙锁。

间隙锁加锁规则

间隙锁有以下加锁规则：

• 规则1：加锁的基本单位是 next-key lock，左开右闭区间。
• 规则2：查找过程中访问到的对象才会加锁。
• 规则3：唯一索引上的范围查询会上锁到不满足条件的第一个值为止。
• 规则4：唯一索引等值查询，并且记录存在，next-key lock 退化为行锁。
• 规则5：索引上的等值查询，会将距离最近的左边界和右边界作为锁定范围，如果索引不是唯一索引还会继续向右匹配，直到遇见第一个不满足条件的值，如果最后一个值不等于查询条件，next-key lock 退化为间隙锁。

记住上述这些规则，这些规则不太好理解，我们下面通过案例来讲解。

案例演示

环境：mysql，innodb，rr隔离级别。

数据表：

create table `user` (
  `id` bigint not null auto_increment,
  `age` int default null,
  `name` varchar(32) default null,
   primary key (`id`)
   key `age` (`age`)
) engine=innodb default charset=utf8;

数据：

在进行测试之前，我们先来看看 user 表中存在的隐藏间隙：

• (-∞, 1]
• (1, 5]
• (5, 7]
• (7, 11]
• (11, +∞]

案例一：唯一索引等值锁定存在的数据

如下是事务a和事务b执行的顺序：

根据规则4，加的是记录锁，不会使用间隙锁，所以只会锁定 5 这一行记录。

案例二：索引等值锁定

这是一个索引等值查询，根据规则1和规则5，加锁范围是（ 1，5 ] ，又由于向右遍历时最后一个值 5 不满足查询需求，next-key lock 退化为间隙锁。也就是最终锁定范围区间是 （ 1，5 ）。

案例三：唯一索引范围锁定

根据规则3，会上锁到不满足条件的第一个值为止，也就是7，所以最终加锁范围是 [ 5，7 ]。

其实这里可以分为两个步骤，第一次用 id=5 定位记录的时候，其实加上了间隙锁 （ 1，5 ]，又因为是唯一索引等值查询，所以退化为了行锁，只锁定 5。

第二次用 id<6 定位记录的时候，其实加上了间隙锁（ 5，7 ]，所以最终合起来锁定区间是 [ 5，7 ]。

案例四：非唯一索引范围锁定

参考上面那个例子。

第一次用 age =5 定位记录的时候，加上了间隙锁 （ 1，5 ]，不是唯一索引，所以不会退化为行锁，根据规则5，会继续向右匹配，所以最终合起来锁定区间是 （ 1，7 ]。

案例五：间隙锁死锁

间隙锁之间不是互斥的，如果一个事务a获取到了（ 1,5 ] 之间的间隙锁，另一个事务b仍然可以获取到（ 1,5 ] 之间的间隙锁。这时就可能会发生死锁问题。

在事务a事务提交，间隙锁释放之前，事务b也获取到了间隙锁（ 1,5 ] ，这时两个事务就处于死锁状态。

案例六：limit对加锁的影响

根据规则5，锁定区间应该是 ( 5，7 ]，但是因为加了 limit 1 的限制，因此在遍历到 age=6 这一行之后，循环就结束了。

根据规则2，查找过程中访问到的对象才会加锁，所以最终锁定区间应该是：( 5，6 ]。

总结

在本文中，我们讨论了间隙锁的加锁规则。间隙锁是mysql中用于保护范围查询和防止并发问题的重要机制，了解间隙锁的加锁规则对于优化数据库性能、减少数据冲突以及提高并发性能非常重要。

到此这篇关于六个案例搞懂mysql间隙锁的文章就介绍到这了,更多相关mysql间隙锁内容请搜索代码网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持代码网！