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先锋之矛 — MySQL InnoDB 中的锁

YoungChen的博客 2021-07-15
233

写在前面

数据库本质上是一种共享资源
,因此在最大程度提供并发访问性能的同时,仍需要确保每个用户能以一致的方式读取和修改数据。锁机制(Locking)
就是解决这类问题的最好武器。

首先新建表 test
,其中 id
 为主键,name
 为辅助索引,address
 为唯一索引。

CREATE TABLE `test` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` int(11) NOT NULL,
`address` int(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `idex_unique` (`address`),
KEY `idx_index` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;


INSERT 方法中的行锁

可见,如果两个事务先后对主键相同的行记录执行 INSERT
 操作,因为事务 A
 先拿到了行锁,事务 B
 只能等待直到事务 A
 提交后行锁被释放。同理,如果针对唯一索引字段 address
 进行插入操作,也需要获取行锁,图同主键插入过程类似,不再重复。

但是,如果两个事务都针对辅助索引字段 name 进行插入,不需要等待获取锁,因为辅助索引字段即使值相同,在数据库中也是操作不同的记录行,不会冲突。

Update
 方法与 Insert
 方法结果类似。

SELECT FOR UPDATE 下的表锁与行锁

事务 A
 SELECT FOR UPDATE
 语句会拿到表 test
 的 Table Lock
,此时事务 B
 去执行插入操作会阻塞,直到事务 A
 提交释放表锁后,事务 B
 才能获取对应的行锁执行插入操作。

但是如果事务 A 的 SELECT FOR UPDATE 语句紧跟 WHERE id = 1 的话,那么这条语句只会获取行锁,不会是表锁,此时不阻塞事务 B 对于其他主键的修改操作

辅助索引下的间隙锁

先看下 test
 表下的数据情况:

mysql> select * from test;
+----+------+---------+
| id | name | address |
+----+------+---------+
| 3 | 1 | 3 |
| 6 | 1 | 2 |
| 7 | 2 | 4 |
| 8 | 10 | 5 |
+----+------+---------+
4 rows in set (0.00 sec)


间隙锁可以说是行锁的一种,不同的是它锁住的是一个范围内的记录,作用是避免幻读,即区间数据条目的突然增减。解决办法主要是:

  • 防止间隙内有新数据被插入,因此叫间隙锁

  • 防止已存在的数据,在更新操作后成为间隙内的数据(例如更新 id = 7
     的 name
     字段为 1
    ,那么 name = 1
     的条数就从 2
     变为 3

InnoDB
 自动使用间隙锁的条件为:

  • Repeatable Read
     隔离级别,这是 MySQL
     的默认工作级别

  • 检索条件必须有索引(没有索引的话会走全表扫描,那样会锁定整张表所有的记录)

当 InnoDB
 扫描索引记录的时候,会首先对选中的索引行记录加上行锁,再对索引记录两边的间隙(向左扫描扫到第一个比给定参数小的值, 向右扫描扫描到第一个比给定参数大的值, 以此构建一个区间)加上间隙锁。如果一个间隙被事务 A
 加了锁,事务 B
 是不能在这个间隙插入记录的。

我们这里所说的 “间隙锁” 其实不是 GAP LOCK,而是 RECORD LOCK + GAP LOCK,InnoDB 中称之为 NEXT_KEY LOCK

下面看个例子,我们建表时指定 name
 列为辅助索引,目前这列的取值有 [1,2,10]。间隙范围有 (-∞, 1]、[1,1]、[1,2]、[2,10]、[10, +∞)

Round 1:

  • 事务 A SELECT … WHERE name = 1 FOR UPDATE;

  • 对 (-∞, 2) 增加间隙锁

  • 事务 B INSERT … name = 1 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = -100 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = 2 成功

  • 事务 B INSERT … name = 3 成功

Round 2:

  • 事务 A SELECT … WHERE name = 2 FOR UPDATE;

  • 对 [1, 10) 增加间隙锁

  • 事务 B INSERT … name = 1 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = 9 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = 10 成功

  • 事务 B INSERT … name = 0 成功

Round 3:

  • 事务 A SELECT … WHERE name <= 2 FOR UPDATE;

  • 对 (-∞, +∞) 增加间隙锁

  • 事务 B INSERT … name = 3 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = 300 阻塞

  • 事务 B INSERT … name = -300 阻塞

InnoDB 锁机制总结

参考资料

  • 《MySQL 技术内幕 InnoDB 存储引擎》第二版 姜承尧著

  • About MySQL InnoDB’s Lock

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