MYSQL-間隙鎖詳解

本文轉載自查看原文 2021-03-28 13:15 574 間隙鎖/ 數據庫

間隙鎖（Gap Lock）是Innodb在 $\color{red}{可重復讀}$ 提交下為了解決幻讀問題時引入的鎖機制，（下面的所有案例沒有特意強調都使用可重復讀隔離級別）幻讀的問題存在是因為新增或者更新操作，這時如果進行范圍查詢的時候（加鎖查詢），會出現不一致的問題，這時使用不同的行鎖已經沒有辦法滿足要求，需要對一定范圍內的數據進行加鎖，間隙鎖就是解決這類問題的。在可重復讀隔離級別下，數據庫是通過行鎖和間隙鎖共同組成的（next-key lock），來實現的

加鎖規則有以下特性，我們會在后面的案例中逐一解釋：

1.加鎖的基本單位是（next-key lock）,他是前開后閉原則
2.插敘過程中訪問的對象會增加鎖
3.索引上的等值查詢--給唯一索引加鎖的時候，next-key lock升級為行鎖
4.索引上的等值查詢--向右遍歷時最后一個值不滿足查詢需求時，next-key lock 退化為間隙鎖
5.唯一索引上的范圍查詢會訪問到不滿足條件的第一個值為止

案例數據

id(主鍵)	c（普通索引）	d（無索引）
5	5	5
10	10	10
15	15	15
20	20	20
25	25	25

以上數據為了解決幻讀問題，更新的時候不只是對上述的五條數據增加行鎖，還對於中間的取值范圍增加了6間隙鎖，（-∞，5]（5，10]（10，15]（15，20]（20，25]（25，+supernum] （其中supernum是數據庫維護的最大的值。為了保證間隙鎖都是左開右閉原則。）

案例一：間隙鎖簡單案例

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

當有如下事務A和事務B時，事務A會對數據庫表增加（10，15]這個區間鎖，這時insert id = 12 的數據的時候就會因為區間鎖（10，15]而被鎖住無法執行。

案例二：間隙鎖死鎖問題

步驟	事務A	事務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) $\color{red}{blocked}$	-

不同於寫鎖相互之間是互斥的原則，間隙鎖之間不是互斥的，如果一個事務A獲取到了（5,10]之間的間隙鎖，另一個事務B也可以獲取到（5,10]之間的間隙鎖。這時就可能會發生死鎖問題，如下案例。
事務A獲取到（5,10]之間的間隙鎖不允許其他的DDL操作，在事務提交，間隙鎖釋放之前，事務B也獲取到了間隙鎖（5,10]，這時兩個事務就處於死鎖狀態

案例三：等值查詢—唯一索引

步驟	事務A	事務B	事務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.加鎖的范圍是（5,10]的范圍鎖
2.由於數據是等值查詢，並且表中最后數據id = 10 不滿足id= 7的查詢要求，故id=10 的行級鎖退化為間隙鎖，（5,10）
3.所以事務B中id=8會被鎖住，而id=10的時候不會被鎖住

案例四：等值查詢—普通索引

步驟	事務A	事務B	事務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.加鎖的范圍是（0,5]，（5,10]的范圍鎖
2.由於c是普通索引，根據原則4，搜索到5后繼續向后遍歷直到搜索到10才放棄，故加鎖范圍為（5,10]
3.由於查詢是等值查詢，並且最后一個值不滿足查詢要求，故間隙鎖退化為（5,10）
4.因為加鎖是對普通索引c加鎖，而且因為索引覆蓋，沒有對主鍵進行加鎖，所以事務B執行正常
5.因為加鎖范圍（5,10）故事務C執行阻塞
6.需要注意的是，lock in share mode 因為覆蓋索引故沒有鎖主鍵索引，如果使用for update 程序會覺得之后會執行更新操作故會將主鍵索引一同鎖住

案例五：范圍查詢—唯一索引

步驟	事務A	事務B	事務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 $\color{red}{blocked}$

next-key lock 增加范圍鎖（5,10]
根據原則5，唯一索引的范圍查詢會到第一個不符合的值位置，故增加（10，15]
3.因為等值查詢有id =10 根據原則3間隙鎖升級為行鎖，故剩余鎖[10,15]
4.因為查詢並不是等值查詢，故[10,15]不會退化成[10,15)
5.故事務B（13,13,13）阻塞，事務C阻塞

案例六：范圍查詢—普通索引

步驟	事務A	事務B	事務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 $\color{red}{blocked}$