Mysql数据库进阶之select for update(五)

select for update 使用详解

在 MySQL 中会使用 select for update 来实现悲观锁（乐观锁通过 version 字段来实现）。

for update 仅适用于 InnoDB ，且必须在事务块（BEGIN/COMMIT）中才能生效。

前提条件

不同的事务隔离级别会影响到 MySQL 的上锁策略。以下内容均是基于 MySQL 的默认隔离级别 REPEATABLE-READ 进行的。

确保你当前的 MySQL 连接的事务隔离级别是 RR 级别。

1. 执行 SQL 语句查询当前的事务隔离级别：

show variables like 'transaction_isolation';

如果你没有改动过它，那么应该是 REPEATABLE-READ ，也就是所谓的 RR 级别。

2. 如果不是 RR 级别，执行下面两条 SQL 语句，设置为 RR ：

set session transaction isolation level repeatable read;
set global transaction isolation level repeatable read;

3. 为后续的操作准备素材：

drop table IF EXISTS employee;
drop table IF EXISTS department;
create table department
(
    `id`       BIGINT AUTO_INCREMENT COMMENT '部门ID',
    `name`     VARCHAR(15) COMMENT '部门名称',
    `location` VARCHAR(13) COMMENT '部门所在地',
    PRIMARY KEY (`id`),
    UNIQUE INDEX (name)
) COMMENT '部门信息表';

insert into department
values (1, 'ACCOUNTING', 'NEW YORK'),
       (2, 'RESEARCH', 'DALLAS'),
       (3, 'SALES', 'CHICAGO'),
       (4, 'OPERATIONS', 'BOSTON'),
       (5, 'hello', 'world');

1. 介绍

简单来说 select for update 所实现的效果就是：一旦 A 事务中执行了 select for update ，那么，在 A 事务结束（提交或回滚）之前，B 事务就无法操作 A 事务的 select for update 所涉及的这条数据，哪怕是去查也不行，直到 A 事务提交之后才可以。

以下用一个简单的示例展示 select for update 的锁现象：

A 事务中使用 id = 4 作为 where 条件，进行了 select for update 操作，此后，你会发现 B 事务中就无法删除 id = 4 的部门信息了，知道 A 事务提交或回滚，B 事务中才能删除这条数据。

在第一个事务执行期间（begin 之后，commit 之前），第二个事务的执行：

• 删除 id = 5 的部门，成功。因为第一个事务涉及到的并非它。双方互不干扰、互不影响；

• 删除 id = 4 的部门，出现阻塞等待现象。因为第一个事务涉及的就是它！因此，在第一个事务结束前（执行 commit），第二个事务无法进行。

2. 行锁和表锁

2.1 行锁

在两个不同的 MySQL 客户端中分别执行下面两组 SQL 语句：

• 事务 A ：通过 select-for-update 锁定 id=4 的数据（不提交）；

• 事务 B ：通过 delete 删除 id=5 的数据。

观察执行结果，你会发现事务 B 能执行成功。

原因在于事务 A 对 id=4 的这一行数据上锁，而事务 B 是对 id=5 的这行数据进行操作。

就是所谓的行锁，即，事务 A 只锁定了 id=4 这一行，与事务 B 需要操作 id=5 这一行无影响。

再次执行上述的 SQL（只需要执行事务 A 的），然后执行下列 SQL 语句：

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, 
    OBJECT_NAME, INDEX_NAME, 
    LOCK_TYPE, LOCK_MODE, 
    LOCK_STATUS, LOCK_DATA 
from 
    performance_schema.data_locks; 

你会发现事务 A 对 id=4 的数据行上锁成功。

2.2 表锁

下面用一个简单的示例展示 select for update 产生表锁的情景：

在两个不同的 MySQL 客户端中分别执行下面两组 SQL 语句：

• 事务 A：通过 select-for-update 以 location=‘BOSTON’ 对数据上锁。从上帝视角看，这就是 id = 4 的那条数据。；
• 事务 B：通过 delte 删除 id=5 的数据；

对执行结果进行观察，你会发现事务 B 对 id=5 的数据进行删除时，出现了阻塞等待现象！即，当下不允许操作 id = 5 的那条数。

原因在于以 location=‘BOSTON’ 进行 select-for-update 操作时，产生了表锁！

再次执行上述的事务 A 的 SQL ，然后执行下列 SQL 语句：

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, 
    OBJECT_NAME, INDEX_NAME, 
   LOCK_TYPE, LOCK_MODE, 
    LOCK_STATUS, LOCK_DATA 
from 
    performance_schema.data_locks; 

你会发现事务 A 对 id 为 1、2、3、4、5 的数据行上锁成功。

所以，此时，事务 B 再来删除 id=5 的数据时，会阻塞等待。

那么问题来了：从上帝视角看，明明 location=‘BOSTON’ 就是 id=4 那条数据，为什么 select-for-update 会锁包括 id=4 在内的所有数据？

行锁和表锁的规则

select for update 之后产生的行锁还是表锁，以"向 MySQL 询问"的结果为准：

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, 
    OBJECT_NAME, INDEX_NAME, 
    LOCK_TYPE, LOCK_MODE, 
    LOCK_STATUS, LOCK_DATA 
from 
    perfrmance_schema.data_locks; 

查询条件影响锁规则

where 条件的情况分为 3 种：

条件	说明
where id = …	使用主键索引列作为查询条件；
where name = …	使用普通索引列作为查询条件；
where location = …	使用普通列（无索引）作为查询条件

以“主键索引”作为条件上锁

在素材中，department 表的 id 列是主键列，有主键索引。

这种情况最简单、直观：匹配查询条件的行会被上锁。这里锁定的是行，即，表中的部分数据。

begin;
select * from department where id in (1, 3, 5) for update;

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, 
    IDEX_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_MODE, LOCK_STATUS, LOCK_DATA 
from 
    performance_schema.data_locks; 

-- rolback ;

在 select-for-update 之后，查看相关信息，你会发现 id 为 1、3、5 的数据被上锁了。

显然，这是完全符合 id in (1, 3, 5) 查询条件的。

在事务 A 没释放锁（提交或回滚）之前，其它事务对 1、3、5 的数据进行写操作，都会阻塞等待。

以"普通索引"作为条件上锁

在素材中，department 表的 name 列有 UNIQUE 索引。

这种情况会上多把锁，不过，归根结底还是对主键上了锁。这里锁定的是行，即，表中的部分数据。

begin;
select * from department where name = 'OPERATIONS' for update;

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, 
    IDEX_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_MODE, LOCK_STATUS, LOCK_DATA 
from 
    performance_schema.data_locks; 
-- rolback ;

这里可以看到，MySQL 对 name 索引 上了一把锁，另外，找到了 name='OPERATION' 对应的那条数据，即 id=4 的那条数据，然后对 id 再次上锁。

所以，事务 B 无论直接以 id=4 作为条件来删除，还是间接以 id=4 作为条件来删除，都无法删除，因为，事务 A 还没有释放锁（提交或回滚）。

以"普通列"作为条件上锁

在素材中，department 表的 location 列没有任何索引，是普通列。

这种情况会产生表锁，即，多个行锁，对表中的所有数据行上锁。

begin;
select * from department where location = 'BOSTON' for update;

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, 
    INDEX_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_MODE, LOCK_STATUS, LOCK_DATA
from 
    performance_schema.data_locks;    

rollback ;

执行上面的 SQL 语句，你会发现整个 department 的所有的数据行都被锁上了，即，整个 department 表都被上锁了！

这个时候，你在事务 B 中要删哪个都必须阻塞等待。

3. 更多示例

在执行 select-for-update 之后，执行下列 SQL 语句查看锁的相关情况以进行验证：

-- 查看正在锁的事务
select 
    ENGINE_TRANSACTION_ID, OBJECT_SCHEMA, OBJECT_NAME, 
    INDEX_NAME, LOCK_TYPE, LOCK_MODE, LOCK_STATUS, LOCK_DATA
from 
    performance_schema.data_locks;    

单条件查询

1. 只根据 “主键索引” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where id = 1 for update;

2. 根据 “普通索引” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其它事务对该数据行无法写。

select * from department where name='hello' for update;

3. 根据 “普通列” 进行查询（且数据存在），产生表锁，所有行都被上锁，其它事务对表中任何数据都无法写。

SELECT * FROM department where location='boston' for update;

and 组合条件查询

1. 根据 “主键索引 and 普通索引” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where id = 5 and name='hello' for update;

条件一产生行锁，条件二产生行锁，综合效果仍然是行锁。

2. 根据 “主键索引 and 普通列” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where id = 5 and location='world' for update;

虽然以 “普通列” 应该是产生表锁（锁定全表数据），但是由于是结合（and）主键列进行查询，所以查询的结果是具有确定性、唯一性的，所以，这里 MySQL 并没有傻啦吧唧地锁全表，而是锁了匹配行。

3. 根据 “普通索引 and 普通列” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from name="hello" and location="world" for update;

这里和上面的情况很类似，MySQL 对此进行了优化，并没有因为 location 列是普通列而直接上表锁，仅仅是对匹配行上锁。

or 组合条件查询

1. 根据 “主键索引 or 普通索引” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where id = 1 or name='hello' for update;

单独看，条件一和条件二都是产生行锁，所以他们的 or 的组合查询，产生的自然也是行锁。

2. 根据 “主键索引 or 普通列” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where id=1 or location='world' for update;

单独看，条件一产生的是行锁（锁某一行），条件二产生的是表锁（锁所有行），两者以 or 的方式组合，最终的效果是所有行被锁，即"表锁"的效果。

3. 根据 “普通索引 and 普通列” 进行查询（且数据存在），产生行锁，匹配行被上锁，其他事务对该数据行无法写。

select * from department where name='sales' or location='world' for update;

和上一种情况一样，行锁叠加表锁，最终效果就是表锁。

查询未命中

无论什么情况，如果表中没有符合查询条件的数据，MySQL 不产生任何锁。

select * from department where id=10086 for update;
select * from department where name='good' for update;
select * from department where location='bye' for update;

select * from department where id=1 and name='good' for update;
select * from department where id=1 and location='bye' for update;
select * from department where name='SALES' and location='bye' for update;

select * from department where id=10086 or name='good' for update;
select * from department where id=10086  or location='bye' for update;
select * from department where name='good' or location='world' for update;

总结

1. 所谓的"表锁"，从某种意义来说，就是"批量行锁"：对表中的所有数据行上锁。

2. 因为有索引并使用索引作为查询条件，对于选中的数据，MySQL 中锁定匹配行，其他行数据不上锁。

3. 当表有多个索引的时候，不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行，另外，不论是使用主键索引、唯一索引或普通索引，InnoDB 都会使用行锁来对数据加锁。

4. 即便在条件中使用了索引字段，但是否使用索引来检索数据是由 MySQL 通过判断不同执行计划的代价来决定的，如果 MySQL 认为全表扫描效率更高，比如对一些很小的表，它就不会使用索引，这种情况下 InnoDB 将使用表锁，而不是行锁。因此，在分析锁冲突时，别忘了检查 SQL 的执行计划，以确认是否真正使用了索引。

5. 检索值的数据类型与索引字段不同，虽然 MySQL 能够进行数据类型转换，但却不会使用索引，从而导致 InnoDB 使用表锁。通过用 explain 检查两条 SQL 的执行计划，我们可以清楚地看到了这一点。