InnoDB，select为啥会阻塞insert？

MySQL的InnoDB的细粒度行锁，是它最吸引人的特性之一。

但是，如《InnoDB，5项最佳实践》所述，如果查询没有命中索引，也将退化为表锁。

InnoDB的细粒度锁，是实现在索引记录上的。

 

一，InnoDB的索引

InnoDB的索引有两类索引，聚集索引(Clustered Index)与普通索引(Secondary Index)。

 

InnoDB的每一个表都会有聚集索引：

(1)如果表定义了PK，则PK就是聚集索引；

(2)如果表没有定义PK，则第一个非空unique列是聚集索引；

(3)否则，InnoDB会创建一个隐藏的row-id作为聚集索引；

为了方便说明，后文都将以PK说明。

 

索引的结构是B+树，这里不展开B+树的细节，说几个结论：

(1)在索引结构中，非叶子节点存储key，叶子节点存储value；

(2)聚集索引，叶子节点存储行记录(row)；

画外音：所以，InnoDB索引和记录是存储在一起的，而MyISAM的索引和记录是分开存储的。

(3)普通索引，叶子节点存储了PK的值；

画外音：

所以，InnoDB的普通索引，实际上会扫描两遍：

第一遍，由普通索引找到PK；

第二遍，由PK找到行记录；

索引结构，InnoDB/MyISAM的索引结构，如果大家感兴趣，未来撰文详述。

 

举个例子，假设有InnoDB表：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四条记录：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

以看到：

(1)第一幅图，id PK的聚集索引，叶子存储了所有的行记录；

(2)第二幅图，name上的普通索引，叶子存储了PK的值；

 

对于：

select * from t where name=’shenjian’;

(1)会先在name普通索引上查询到PK=1；

(2)再在聚集索引衫查询到(1,shenjian, m, A)的行记录；

 

下文简单介绍InnoDB七种锁中的剩下三种：

• 记录锁(Record Locks)

• 间隙锁(Gap Locks)

• 临键锁(Next-Key Locks)

为了方便讲述，如无特殊说明，后文中，默认的事务隔离级别为可重复读(Repeated Read, RR)。

 

二、记录锁(Record Locks)

记录锁，它封锁索引记录，例如：

select * from t where id=1 for update;

 

它会在id=1的索引记录上加锁，以阻止其他事务插入，更新，删除id=1的这一行。

 

需要说明的是：

select * from t where id=1;

则是快照读(SnapShot Read)，它并不加锁，具体在《InnoDB为什么并发高，读取快？》中做了详细阐述。

 

三、间隙锁(Gap Locks)

间隙锁，它封锁索引记录中的间隔，或者第一条索引记录之前的范围，又或者最后一条索引记录之后的范围。

 

依然是上面的例子，InnoDB，RR：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四条记录：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

 

这个SQL语句

select * from t 

    where id between 8 and 15 

    for update;

会封锁区间，以阻止其他事务id=10的记录插入。

画外音：

为什么要阻止id=10的记录插入？

如果能够插入成功，头一个事务执行相同的SQL语句，会发现结果集多出了一条记录，即幻影数据。

 

间隙锁的主要目的，就是为了防止其他事务在间隔中插入数据，以导致“不可重复读”。

 

如果把事务的隔离级别降级为读提交(Read Committed, RC)，间隙锁则会自动失效。

 

四、临键锁(Next-Key Locks)

临键锁，是记录锁与间隙锁的组合，它的封锁范围，既包含索引记录，又包含索引区间。

 

更具体的，临键锁会封锁索引记录本身，以及索引记录之前的区间。

 

如果一个会话占有了索引记录R的共享/排他锁，其他会话不能立刻在R之前的区间插入新的索引记录。

画外音：原文是说

If one session has a shared or exclusive lock on record R in an index, another session cannot insert a new index record in the gap immediately before R in the index order.

 

依然是上面的例子，InnoDB，RR：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四条记录：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

 

PK上潜在的临键锁为：

(-infinity, 1]

(1, 3]

(3, 5]

(5, 9]

(9, +infinity]

 

临键锁的主要目的，也是为了避免幻读(Phantom Read)。如果把事务的隔离级别降级为RC，临键锁则也会失效。

画外音：关于事务的隔离级别，以及幻读，之前的文章一直没有展开说明，如果大家感兴趣，后文详述。

 

今天的内容，主要对InnoDB的索引，以及三种锁的概念做了介绍。场景与例子，也都是最简单的场景与最简单的例子。

InnoDB的锁，与索引类型，事务的隔离级别相关，更多更复杂更有趣的案例，后续和大家介绍。

 

五、总结

(1)InnoDB的索引与行记录存储在一起，这一点和MyISAM不一样；

(2)InnoDB的聚集索引存储行记录，普通索引存储PK，所以普通索引要查询两次；

(3)记录锁锁定索引记录；

(4)间隙锁锁定间隔，防止间隔中被其他事务插入；

(5)临键锁锁定索引记录+间隔，防止幻读；

构师之路-分享可落地的架构文章

相关推荐：

《InnoDB的锁-插入意向锁》

《InnoDB的锁-自增锁》

《InnoDB为什么并发高，读取快？》

《带团队，强势未必是好事》