MySQL使用普通索引检索时产生的next-key lock和gap lock的范围测试

测试准备

1.环境准备

mysql版本为5.7.28
确保事务隔离级别为repeatable read，可以使用以下语句查看和设置
SELECT @@SESSION.transaction_isolation, @@SESSION.transaction_read_only;
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL repeatable read;

2.数据准备

CREATE TABLE `t` (
  `i` int(11) NOT NULL,
  `j` int(11) NOT NULL,
  `k` int(11) NOT NULL,j
  KEY `j` (`j`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
BEGIN;
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (-10, -10, -10);
INSERT INTO `t` VALUES (0, 0, 0);
INSERT INTO `t` VALUES (10, 10, 10);
INSERT INTO `t` VALUES (20, 20, 20);
INSERT INTO `t` VALUES (30, 30, 30);
INSERT INTO `t` VALUES (40, 40, 40);
INSERT INTO `t` VALUES (50, 50, 50);
INSERT INTO `t` VALUES (60, 60, 60);
COMMIT;

3.测试须知

确保查询在normal index(结构为B树)上进行，使用explain来查看将要执行的select的执行计划，确保查询使用索引。我特意在表中插入了多条键值为-10的记录，原因就是在测试时发现即使在select语句的where条件中使用索引列，mysql有一部分select最终使用(隐含的)聚集索引进行全表扫描而不是使用索引查询，这样就对最终的结果产生了干扰。以上问题的原因是mysql根据表的统计信息对查询进行了优化。

测试

测试语句

  事务1：
  start transaction; 
  select * from t where ...for update;
  rollback;

  事务2：
  start transaction; 
  insert into t values(...);
  rollback;

事务1和事务2并发执行，每次测试完成后执行rollback，避免误插入导致对后续测试造成干扰，可以使用以下语句查看锁和事务信息。
select * from information_schema.innodb_trx;
select * from information_schema.innodb_locks;
select * from information_schema.innodb_lock_waits;
kill

测试结果

#	事务1查询条件	事务2被阻塞而得出的锁定范围	备注
1	j=10	[0, 20)
2	j=13	[10, 20)
3	j in(15, 40)	[10, 20) union [30, 50)	相当于等值查询时锁产生的锁定范围的并集
4	j in(15, 45)	[10, 20) union [40, 50)	相当于等值查询时锁产生的锁定范围的并集
5	j in(10, 40)	[0, 20) union [30, 50)	相当于等值查询时锁产生的锁定范围的并集
6	j in(10, 45)	[0, 20) union [40, 50)	相当于等值查询时锁产生的锁定范围的并集
7	j<10	(-infinity, 10)
8	j<13	(-infinity, 20)
9	j>10	[10, +infinity)
10	j>13	[10, +infinity)
11	j<=10	(-infinity, 20)
12	j<=13	(-infinity, 20)
13	j>=10	[0, +infinity)
14	j>=13	[10, +infinity)
15	j between 7 and 30	[0, 40)
16	j between 7 and 33	[0, 40)
17	j between 10 and 40	[0, 50)
18	j between 10 and 43	[0, 50)

测试总结(计算锁定范围)

1.将查询条件分解为区间

#	查询条件	分解区间	备注
1	j=10	[10, 10]
2	j<10	(-infinity, 10)
3	j<=10	(-infinity, 10]
4	j>10	(10, +infinity)
5	j>=10	[10, +infinity)
6	j between a and b	[a, b]
7	j in(a, b)	[a, a] union [b, b]	相当于等值条件产生范围的并集

2.计算单个分解区间对应的最终锁定区间

1.如果分解区间存在-infinity、+infinity的端点，则无需计算。
2.计算最终锁定区间的左边端点：根据索引的键值查找，找到分解区间的最大范围的左侧区间，找到该区间中最大的索引键值，如果找不到就是-infinity，假设其值为LEFT；
3.计算最终锁定区间左边端点：根据索引的键值查找，找到分解区间的最大范围的右侧区间，找到该区间中最小的索引键值，如果找不到就是+infinity，假设其值为RIGHT；
4.最终的锁定区间为：[LEFT, RIGHT)