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MySQL 核心模块揭秘 | 38 期 | 非唯一索引范围查询加什么锁?

一树一溪 2024-10-28
28

作者:操盛春,爱可生技术专家,公众号『一树一溪』作者,专注于研究 MySQL 和 OceanBase 源码。
爱可生开源社区出品,原创内容未经授权不得随意使用,转载请联系小编并注明来源。




本文基于 MySQL 8.0.32 源码,存储引擎为 InnoDB。

目录

  • 1. 准备工作

  • 2. 可重复读

  • 3. 读已提交

  • 4. 总结

正文

1. 准备工作

创建测试表:

CREATE TABLE `t2` (
  `id` int unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `i1` int DEFAULT '0',
  `i2` int DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`USING BTREE,
  KEY `idx_i1` (`i1`)
ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

复制

插入测试数据:

INSERT INTO `t2` (`id``i1``i2`VALUES
(11121), (21222),(31323),
(41424),(51525),(61626);

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2. 可重复读

把事务隔离级别设置为 REPEATABLE-READ(如已设置,忽略此步骤):

SET transaction_isolation = 'REPEATABLE-READ';

-- 确认设置成功
SHOW VARIABLES like 'transaction_isolation';
+-----------------------+-----------------+
| Variable_name         | Value           |
+-----------------------+-----------------+
| transaction_isolation | REPEATABLE-READ |
+-----------------------+-----------------+

复制

执行以下 select 语句:

begin;
select * from t2
where i1 >= 12 and i1 < 14
for share;

复制

查看加锁情况:

select
   engine_transaction_id, object_name, index_name,
   lock_type, lock_mode, lock_status, lock_data
 from performance_schema.data_locks
 where object_name = 't2'
 and lock_type = 'RECORD'\G

***************************[ 1. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | idx_i1
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 122
***************************[ 2. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | idx_i1
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 133
***************************[ 3. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | idx_i1
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 144
***************************[ 4. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | PRIMARY
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 2
***************************[ 5. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | PRIMARY
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 3

复制

lock_data = 12,2、lock_mode = S
表示对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 12, id = 2> 的记录加了共享 Next-Key 锁。

这本来是可重复读隔离级别的默认行为,不需要多解释什么。

但是,从逻辑上来说,这里其实是可以优化的,InnoDB 却没有优化,所以这里要多说两句。

二级索引 idx_i1 中只有一条记录的 i1 字段值为 13,示例 SQL 执行过程中,从 <i1 = 13> 的记录开始扫描,id 小于 13 的记录位于 where 条件范围之外,不需要锁住 <i1 = 13> 的记录前面的间隙,只要锁住 <i1 = 13> 的记录本身,就能够保证可重复读。

然而,示例 SQL 却对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 13> 的记录加了共享 Next-Key 锁,即锁定了 <i1 = 13> 的记录本身,又锁定了它前面的间隙,这实际上扩大了锁定范围。

之所以这么加锁,我推测原因如下。

二级索引 idx_i1 是非唯一索引,允许存在 i1 字段值相同的多条记录,要对扫描范围内的第一条记录区别对待(只加普通记录锁),会增加代码逻辑的复杂性,所以干脆一视同仁,都按照可重复读隔离级别的默认行为加 Next-Key 锁。

lock_data = 13,3、lock_mode = S
表示对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 13, id = 3> 的记录加了共享 Next-Key 锁,这是可重复读隔离级别的默认行为,不多解释了。

lock_data = 14,4、lock_mode = S
表示对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 14, id = 4> 的记录加了共享 Next-Key 锁。

这本来也是可重复读隔离级别的默认行为,不需要多解释什么。

但是,因为二级索引 idx_i1 中 <i1 = 14, id = 4> 的记录位于 where 条件范围之外,为了保证可读性,只要锁住记录前面的间隙,防止其它事务插入 i1 小于 14 的记录就能满足了。

这里对 <i1 = 14, id = 4> 的记录加了 Next-Key 锁,即锁住了记录前面的间隙,又锁住了记录本身,也扩大了锁定范围。

lock_data = 2、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对主键索引中 <id = 2> 的记录加了共享普通记录锁。

lock_data = 3、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对主键索引中 <id = 3> 的记录加了共享普通记录锁。

从二级索引 idx_i1 中读取 <i1 = 12, id = 2> 和 <i1 = 13, id = 3> 两条记录之后,根据其中的主键字段值回表查询主键索引记录,只需要防止其它事务修改或者删除对应的主键记录,就能保证示例 SQL 的可重复读,加普通记录锁就能满足需求了。

示例 SQL 执行过程中,还从二级索引 idx_i1 中读取了 <i1 = 14, id = 4> 的记录,为什么没有对主键索引中 <id = 4> 的记录加锁呢?

因为读取 <i1 = 14, id = 4> 的记录之后,InnoDB 根据下推的 where 条件判断出来这条记录不匹配 where 条件,不需要回表查询主键索引记录,也就不会对主键索引记录中 <id = 4> 的记录加锁了。

3. 读已提交

把事务隔离级别设置为 READ-COMMITTED(如已设置,忽略此步骤):

SET transaction_isolation = 'READ-COMMITTED';

-- 确认设置成功
SHOW VARIABLES like 'transaction_isolation';
+-----------------------+----------------+
| Variable_name         | Value          |
+-----------------------+----------------+
| transaction_isolation | READ-COMMITTED |
+-----------------------+----------------+

复制

执行以下 select 语句:

begin;
select * from t2
where i1 >= 12 and i1 < 14
for share;

复制

查看加锁情况:

select
   engine_transaction_id, object_name, index_name,
   lock_type, lock_mode, lock_status, lock_data
 from performance_schema.data_locks
 where object_name = 't2'
 and lock_type = 'RECORD'\G

***************************[ 1. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | idx_i1
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 122
***************************[ 2. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | idx_i1
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 133
***************************[ 3. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | PRIMARY
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 2
***************************[ 4. row ]***************************
engine_transaction_id | 281479856983976
object_name           | t2
index_name            | PRIMARY
lock_type             | RECORD
lock_mode             | S,REC_NOT_GAP
lock_status           | GRANTED
lock_data             | 3

复制

lock_data = 12,2、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 12, id = 2> 的记录加了共享普通记录锁,这是读已提交隔离级别的默认行为,不多解释了。

lock_data = 13,3、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 13, id = 3> 的记录加了共享普通记录锁,这是读已提交隔离级别的默认行为,也不多解释了。

示例 SQL 为什么没有对二级索引 idx_i1 中 <i1 = 14, id = 4> 的记录加锁呢?

按照读已提交隔离级别的默认行为,也应该对 <i1 = 14, id = 4> 的记录加共享普通记录锁才符合逻辑。

这是因为我们没有看到加锁过程,只看到了最终结果。

示例 SQL 执行过程中,从二级索引 idx_i1 中读取 <i1 = 14, id = 4> 的记录之后,对这条记录加了共享普通记录锁。

然后,InnoDB 根据下推条件判断出来这条记录不匹配 where 条件,就把刚刚加的共享普通记录锁给释放了。

lock_data = 2、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对主键索引中 <id = 2> 的记录加了共享普通记录锁,这是读已提交隔离级别的默认行为,不多解释了。

lock_data = 3、lock_mode = S,REC_NOT_GAP
表示对主键索引中 <id = 3> 的记录加了共享普通记录锁,这是读已提交隔离级别的默认行为,也不多解释了。

示例 SQL 为什么没有对主键索引中 <id = 4> 的记录加锁呢?

这是因为示例 SQL 执行过程中,从二级索引 idx_i1 中读取 <i1 = 14, id = 4> 的记录之后,InnoDB 根据下推条件判断出来这条记录不匹配 where 条件,不需要回表查询主键索引记录,也就不会对主键索引记录加锁了。

4. 总结

读已提交隔离级别下,我们看到的加锁情况,只是最终结果,不一定能完全代表加锁过程。

往期回顾

37 期 | 主键索引范围查询加什么锁?

36 期 | 非唯一索引等值查询加什么锁?

35 期 | 主键索引等值查询加什么锁?

34 期 | RC 隔离级别插入记录,唯一索引冲突加什么锁?

33 期 | RR 隔离级别插入记录,唯一索引冲突加什么锁?

32 期 | 插入记录,主键索引冲突加什么锁?

31 期 | 隐式锁

30 期 | 死锁日志详解

29 期 | 授予锁

28 期 | 什么时候释放锁?

27 期 | 死锁(3)解决死锁

26 期 | 死锁(2)发现死锁

25 期 | 死锁(1)准备工作

24 期 | 锁等待超时

23 期 | 锁等待

22 期 | 行锁 (2) 慢速加锁

21 期 | 行锁 (1) 快速加锁

20 期 | 怎么加表锁?

19 期 | 锁模块里有什么?什么样?

18 期 | 锁在内存里长什么样?

17 期 | InnoDB 有哪几种行锁?

16 期 | InnoDB 表锁

15 期 | 事务模块小结

14 期 | 回滚整个事务

13 期 | 回滚到 savepoint

12 期 | 创建 savepoint

11 期 | InnoDB 提交事务,提交了什么?

10 期 | binlog 怎么写入日志文件?

09 期 | 二阶段提交 (3) flush、sync、commit 子阶段

08 期 | 二阶段提交 (2) commit 阶段

07 期 | 二阶段提交 (1) prepare 阶段

06 期 | 事务提交之前,binlog 写到哪里?

05 期 | 读事务和只读事务的变形记

04 期 | 终于要启动事务了

03 期 | 我是一个事务,请给我一个对象

02 期 | BEGIN 语句会马上启动事务吗?

01 期 | 事务的起源:事务池和管理器的初始化



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