CREATE TABLE `t` (
`id` int(11) NOT NULL,
`c` int(11) DEFAULT NULL,
`d` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t values(0,0,0),(5,5,5),
(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);
下面的语句序列,是怎么加锁的,加的锁又是什么时候释放的呢?
begin;
select * from t where d=5 for update;
commit;
给数据库中已有的 6 个记录加上了行锁,还同时加了 7 个间隙锁(Gap Lock) 用来防止幻读。
间隙锁存在冲突关系的,是“往这个间隙中插入一个记录”这个操作。间隙锁之间都不存在冲突关系
间隙锁和行锁合称 next-key lock,每个 next-key lock 是前开后闭区间。也就是说,我们的表 t 初始化以后,如果用 select * from t for update 要把整个表所有记录锁起来,就形成了 7 个 next-key lock,分别是 (-∞,0]、(0,5]、(5,10]、(10,15]、(15,20]、(20, 25]、(25, +supremum]。
gap lock记为开区间, next-key lock 记为前开后闭区间。间隙锁:() next-key lock:(]
间隙锁插入数据造成死锁
间隙锁是在可重复读隔离级别下才会生效的。所以,你如果把隔离级别设置为读提交的话,就没有间隙锁了。但同时,你要解决可能出现的数据和日志不一致问题,需要把 binlog 格式设置为 row。目前我们公司采用的方式就是这种
业务不需要可重复读的保证,这样考虑到读提交下操作数据的锁范围更小(没有间隙锁),这个选择是合理的。
Q:然后,在备份期间,备份线程用的是可重复读,而业务线程用的是读提交。同时存在两种事务隔离级别,会不会有问题?
A:没有问题,不管是提交读还是可重复读,都是MVCC支持,唯一的不同,就是生成快照的时间点不同,也就是能够看到的数据版本不同,即使是提交读情况下,多个不同的事物时间不也是这种情况吗,所以相互并不影响。
幻读指的是一个事务在前后两次查询同一个范围的时候,后一次查询看到了前一次查询没有看到的行
由于表 t 中没有 id=7 的记录,所以用我们上面提到的加锁规则判断一下的话:
所以,session B 要往这个间隙里面插入 id=8 的记录会被锁住,但是 session C 修改 id=10 这行是可以的。
看到这个例子,你是不是有一种“该锁的不锁,不该锁的乱锁”的感觉?我们来分析一下吧。
这里 session A 要给索引 c 上 c=5 的这一行加上读锁。
但 session C 要插入一个 (7,7,7) 的记录,就会被 session A 的间隙锁 (5,10) 锁住。
需要注意,在这个例子中,lock in share mode 只锁覆盖索引,但是如果是 for update 就不一样了。 执行 for update 时,系统会认为你接下来要更新数据,因此会顺便给主键索引上满足条件的行加上行锁。
这个例子说明,锁是加在索引上的;同时,它给我们的指导是,如果你要用 lock in share mode 来给行加读锁避免数据被更新的话,就必须得绕过覆盖索引的优化,在查询字段中加入索引中不存在的字段。
第三个例子是关于范围查询的。
下面这两条查询语句,加锁范围相同吗?
mysql> select * from t where id=10 for update;
mysql> select * from t where id>=10 and id<11 for update;
在逻辑上,这两条查语句肯定是等价的,但是它们的加锁规则不太一样。现在,我们就让 session A 执行第二个查询语句,来看看加锁效果。
所以,session A 这时候锁的范围就是主键索引上,行锁 id=10 和 next-key lock(10,15]。这样,session B 和 session C 的结果你就能理解了。
这里你需要注意一点,首次 session A 定位查找 id=10 的行的时候,是当做等值查询来判断的,而向右扫描到 id=15 的时候,用的是范围查询判断。
需要注意的是,与案例三不同的是,案例四中查询语句的 where 部分用的是字段 c。
这次 session A 用字段 c 来判断,加锁规则跟案例三唯一的不同是:在第一次用 c=10 定位记录的时候,索引 c 上加了 (5,10]这个 next-key lock 后,由于索引 c 是非唯一索引,没有优化规则,也就是说不会蜕变为行锁,因此最终 sesion A 加的锁是,索引 c 上的 (5,10] 和 (10,15] 这两个 next-key lock。
所以从结果上来看,sesson B 要插入(8,8,8) 的这个 insert 语句时就被堵住了。
这里需要扫描到 c=15 才停止扫描,是合理的,因为 InnoDB 要扫到 c=15,才知道不需要继续往后找了。
前面的四个案例,我们已经用到了加锁规则中的两个原则和两个优化,接下来再看一个关于加锁规则中 bug 的案例。
session A 是一个范围查询,按照原则 1 的话,应该是索引 id 上只加 (10,15]这个 next-key lock,并且因为 id 是唯一键,所以循环判断到 id=15 这一行就应该停止了。
但是实现上,InnoDB 会往前扫描到第一个不满足条件的行为止,也就是 id=20。而且由于这是个范围扫描,因此索引 id 上的 (15,20]这个 next-key lock 也会被锁上。所以你看到了,session B 要更新 id=20 这一行,是会被锁住的。
同样地,session C 要插入 id=16 的一行,也会被锁住。照理说,这里锁住 id=20 这一行的行为,其实是没有必要的。因为扫描到 id=15,就可以确定不用往后再找了。
接下来的例子,是为了更好地说明“间隙”这个概念。这里,我给表 t 插入一条新记录。
insert into t values(30,10,30);
新插入的这一行 c=10,也就是说现在表里有两个 c=10 的行。那么,这时候索引 c 上的间隙是什么状态了呢?你要知道,由于非唯一索引上包含主键的值,所以是不可能存在“相同”的两行的。
可以看到,虽然有两个 c=10,但是它们的主键值 id 是不同的(分别是 10 和 30),因此这两个 c=10 的记录之间,也是有间隙的。
图中我画出了索引 c 上的主键 id。为了跟间隙锁的开区间形式进行区别,我用 (c=10,id=30) 这样的形式,来表示索引上的一行。
现在,我们来看一下案例六。
这次我们用 delete 语句来验证。注意,delete 语句加锁的逻辑,其实跟 select … for update 是类似的,也就是我在文章开始总结的两个“原则”、两个“优化”和一个“bug”。
这时,session A 在遍历的时候,先访问第一个 c=10 的记录。同样地,根据原则 1,这里加的是 (c=5,id=5) 到 (c=10,id=10) 这个 next-key lock。
然后,session A 向右查找,直到碰到 (c=15,id=15) 这一行,循环才结束。根据优化 2,这是一个等值查询,向右查找到了不满足条件的行,所以会退化成 (c=10,id=10) 到 (c=15,id=15) 的间隙锁。
也就是说,这个 delete 语句在索引 c 上的加锁范围,就是下图中蓝色区域覆盖的部分。
这个蓝色区域左右两边都是虚线,表示开区间,即 (c=5,id=5) 和 (c=15,id=15) 这两行上都没有锁。
这个例子里,session A 的 delete 语句加了 limit 2。你知道表 t 里 c=10 的记录其实只有两条,因此加不加 limit 2,删除的效果都是一样的,但是加锁的效果却不同。可以看到,session B 的 insert 语句执行通过了,跟案例六的结果不同。
这是因为,案例七里的 delete 语句明确加了 limit 2 的限制,因此在遍历到 (c=10, id=30) 这一行之后,满足条件的语句已经有两条,循环就结束了。
因此,索引 c 上的加锁范围就变成了从(c=5,id=5) 到(c=10,id=30) 这个前开后闭区间,如下图所示:
可以看到,(c=10,id=30)之后的这个间隙并没有在加锁范围里,因此 insert 语句插入 c=12 是可以执行成功的。
这个例子对我们实践的指导意义就是,在删除数据的时候尽量加 limit。这样不仅可以控制删除数据的条数,让操作更安全,还可以减小加锁的范围。
前面的例子中,我们在分析的时候,是按照 next-key lock 的逻辑来分析的,因为这样分析比较方便。最后我们再看一个案例,目的是说明:next-key lock 实际上是间隙锁和行锁加起来的结果。
你一定会疑惑,这个概念不是一开始就说了吗?不要着急,我们先来看下面这个例子:
现在,我们按时间顺序来分析一下为什么是这样的结果。
你可能会问,session B 的 next-key lock 不是还没申请成功吗?
其实是这样的,session B 的“加 next-key lock(5,10] ”操作,实际上分成了两步,先是加 (5,10) 的间隙锁,加锁成功;然后加 c=10 的行锁,这时候才被锁住的。
也就是说,我们在分析加锁规则的时候可以用 next-key lock 来分析。但是要知道,具体执行的时候,是要分成间隙锁和行锁两段来执行的。
文章笔记来自极客时间《MySQL实战45讲》