Next-Key Locks
Next-Key Locks是在存儲引擎innodb、事務級別在可重復讀的情況下使用的數據庫鎖，官網上有介紹，Next-Key Locks是行鎖和gap鎖的組合。行鎖是什么我們都很清楚，這篇文章主要簡單分析一下mysql中的gap鎖是什么。innodb默認的鎖就是Next-Key locks。
GAP鎖
gap鎖，又稱為間隙鎖。存在的主要目的就是為了防止在可重復讀的事務級別下，出現幻讀問題。
在可重復讀的事務級別下面，普通的select讀的是快照，不存在幻讀情況，但是如果加上for update的話，讀取是已提交事務數據，gap鎖保證for update情況下，不出現幻讀。
那么gap鎖到底是如何加鎖的呢？
假如是for update級別操作，先看看幾條總結的何時加鎖的規則。
- 唯一索引
- 精確等值檢索，Next-Key Locks就退化為記錄鎖，不會加gap鎖
- 范圍檢索，會鎖住where條件中相應的范圍，范圍中的記錄以及間隙，換言之就是加上記錄鎖和gap 鎖（至於區間是多大稍后討論）。
- 不走索引檢索，全表間隙加gap鎖、全表記錄加記錄鎖
- 非唯一索引
- 精確等值檢索，Next-Key Locks會對間隙加gap鎖（至於區間是多大稍后討論），以及對應檢索到的記錄加記錄鎖。
- 范圍檢索，會鎖住where條件中相應的范圍，范圍中的記錄以及間隙，換言之就是加上記錄鎖和gap 鎖（至於區間是多大稍后討論）。
- 非索引檢索，全表間隙gap lock，全表記錄record lock
gap鎖演示例子
假如有以下一張表結構，主鍵簡單點是字符，屬性列只有一個數字，是非唯一索引。
create table gap_table
(
letter varchar(2) default '' not null primary key,
num int not null
);
create index gap_table_num_uindex on gap_table (num);
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('d', 3);
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('g', 6);
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('j', 8);無gap鎖
假如沒有gap鎖，也就是把事務級別調到讀提交,執行以下兩個session
| session1 | session2 |
|---|---|
| select * from gap_table where num=6 for update，結果是一條 | |
| INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES (’’, 6); | |
| select * from gap_table where num=6 for update，結果是二條，出現幻讀 |
非唯一索引等值檢索gap鎖
假如有gap鎖，演示一個非唯一索引等值檢索gap鎖。也就是把事務級別調到可重復讀,執行以下兩個session
| session1 | session2 |
|---|---|
| select * from gap_table where num=6 for update，結果是一條。 | |
| INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES (’’, 6);gap鎖住間隙，阻塞無法插入數據。 | |
| select * from gap_table where num=6 for update，結果是一條。不出現幻讀 |
唯一索引（主鍵）范圍檢索gap鎖
假如有gap鎖，演示一個唯一索引范圍檢索gap鎖。也就是把事務級別調到可重復讀,執行以下兩個session
| session1 | session2 |
|---|---|
| select * from gap_table where letter>‘d’ for update，結果是兩條。 | |
| INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES (‘z’, 10);gap鎖住間隙，阻塞無法插入數據。 | |
| select * from gap_table where letter>‘d’ for update，結果是兩條。不出現幻讀 |
gap鎖是如何鎖區間？
經過上面的演示可以知道gap鎖的基本作用就是保證可重復讀的情況下不出現幻讀。那么還有一點就是gap是按照什么原則進行鎖的呢？要了解gap鎖的原則，需要先了解innodb中索引樹的結構。下面一張圖片描述了在innodb中，索引的數據結構是如何組織的
從上面的圖片可以看出，索引結構分為主索引樹和輔助索引樹，輔助索引樹的葉子節點中包含了主鍵數據，主鍵數據影響着葉子節點的排序，gap鎖的關鍵就是鎖住索引樹的葉子節點之間的間隙，不讓新的記錄插入到間隙之中，說起來可能拗口，下面畫圖分析。
非唯一索引gap鎖原則分析
假如還是使用一開始演示的表結構和數據，那么當前的輔助索引樹（數字列）葉子節點的排序結構應該如下。
假如執行以下sql的話
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('k', 6);輔助索引樹的葉子節點結構變為以下圖片結構，k大於g，所以(6,k)排在后面，我們先把(6,k)這條數據刪除，方便后面演示。
了解了以上的規則，我們進行實際操作演示gap鎖區間原則，從而推測鎖住哪些區間。
情況1
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for updatesession2執行以下sql，執行成功：
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('a', 3);按照排序規則,葉子節點插入結構如下
情況2
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for updatesession2執行以下sql，執行失敗：
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('e', 3);按照排序規則，葉子節點應該插入如下地方，但是因為區間被鎖插入失敗。
情況3
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for updatesession2執行以下sql，執行失敗：
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('h', 6);按照排序規則，葉子節點應該插入如下地方，但是因為區間被鎖插入失敗。
情況4
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for updatesession2執行以下sql，執行失敗：
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('h', 7);按照排序規則，葉子節點應該插入如下地方，但是因為區間被鎖插入失敗。
情況5
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for updatesession2執行以下sql，執行成功：
INSERT INTO gap_table (letter, num) VALUES ('h', 9);按照排序規則,插入在未鎖區間就能插入成功。
總結
當session1執行以下語句:
select * from gap_table where num=6 for update鎖住的區間如圖所示。按照B+索引樹排序規則，計算好葉子節點插入位置時，在被gap鎖住的區間段內，不能插入任何數據，只有在gap鎖釋放時才能進行插入。
在上面的各種情況中鎖住的區間其實是（3，d）到（6，g）和（6，g）到（8，j），落到這個區間段的葉子節點都是無法插入的。主鍵也作為一個信息參與到葉子節點的排序規則中。這里面邊界都是開區間，插入（3，d），（8，j）的數據會報錯主鍵重復而不是lock等待超時。
唯一索引或者非唯一索引范圍檢索gap鎖原則分析
另一種會出現gap鎖的情況就是使用索引時，用到范圍檢索，就會出現gap 鎖。
使用以下表結構。
create table gap_tbz
(
id int default 0 not null
primary key,
name varchar(11) not null
);
INSERT INTO test.gap_tbz (id, name) VALUES (1, 'a');
INSERT INTO test.gap_tbz (id, name) VALUES (5, 'h');
INSERT INTO test.gap_tbz (id, name) VALUES (8, 'm');
INSERT INTO test.gap_tbz (id, name) VALUES (11, 'ds');情況1
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_tbz where id > 5 for update;session2執行以下sql，執行失敗：
insert into gap_tbz values(6,'cc');按照排序規則,這里應該是在主鍵索引樹檢索，葉子節點插入結構如下。由於session1執行了范圍的for update sql語句，因此范圍內添加了gap鎖，gap鎖的區間是id在（5，+無限）
當執行插入的id范圍在5之前，如下sql,能夠執行成功。
insert into gap_tbz values(4,'cc');情況2
分別有兩個session，session1執行以下語句:
select * from gap_tbz where id > 5 and id < 11 for update;session2執行以下sql，執行失敗：
#以下報錯 lock等待超時
insert into gap_tbz values(11,'cc');
#以下報錯 主鍵重復
insert into gap_tbz values(5,'cc');
#從兩種報錯來看也可以看出gap鎖區間是左開右閉按照排序規則,這里應該是在主鍵索引樹檢索，由於session1執行了范圍的for update sql語句，因此范圍內添加了gap鎖，gap鎖的區間是id在（5，11]，唯一索引gap鎖區間是左開右閉。
思考
假如條件是一個非索引列，那么如何處理？
假如是非索引咧，那么將會全表間隙加上gap鎖。
條件是唯一索引等值檢索且記錄不存在的情況，會使用gap lock？
我們要考慮，gap lock是防止幻讀，那么嘗試思考，使用唯一索引所謂條件查找數據for update，如果對應的記錄不存在的話，是無法使用行鎖的。這時候，會使用gap lock來鎖住區間，保證記錄不會插入，防止出現幻讀。
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