MySQL InnoDB 中的鎖機制

寫在前面

資料庫本質上是一種共享資源，因此在最大程度提供併發訪問效能的同時，仍需要確保每個使用者能以一致的方式讀取和修改資料。鎖機制（Locking）就是解決這類問題的最好武器。

首先新建表 test，其中 id 為主鍵，name 為輔助索引，address 為唯一索引。

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;
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INSERT 方法中的行鎖

可見，如果兩個事務先後對主鍵相同的行記錄執行 INSERT 操作，因為事務 A 先拿到了行鎖，事務 B 只能等待直到事務 A 提交後行鎖被釋放。同理，如果針對唯一索引欄位 address 進行插入操作，也需要獲取行鎖，圖同主鍵插入過程類似，不再重複。

但是，如果兩個事務都針對輔助索引欄位 name 進行插入，不需要等待獲取鎖，因為輔助索引欄位即使值相同，在資料庫中也是操作不同的記錄行，不會衝突。

Update 方法與 Insert 方法結果類似。

SELECT FOR UPDATE 下的表鎖與行鎖

事務 A SELECT FOR UPDATE 語句會拿到表 test 的 Table Lock，此時事務 B 去執行插入操作會阻塞，直到事務 A 提交釋放表鎖後，事務 B 才能獲取對應的行鎖執行插入操作。

但是如果事務 A 的 SELECT FOR UPDATE 語句緊跟 WHERE id = 1 的話，那麼這條語句只會獲取行鎖，不會是表鎖，此時不阻塞事務 B 對於其他主鍵的修改操作

輔助索引下的間隙鎖

先看下 test 表下的資料情況：

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)
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間隙鎖可以說是行鎖的一種，不同的是它鎖住的是一個範圍內的記錄，作用是避免幻讀，即區間資料條目的突然增減。解決辦法主要是：

• 防止間隙內有新資料被插入，因此叫間隙鎖
• 防止已存在的資料，在更新操作後成為間隙內的資料（例如更新 id = 7 的 name 欄位為 1，那麼 name = 1 的條數就從 2 變為 3）

InnoDB 自動使用間隙鎖的條件為：

• Repeatable Read 隔離級別，這是 MySQL 的預設工作級別
• 檢索條件必須有索引（沒有索引的話會走全表掃描，那樣會鎖定整張表所有的記錄）

當 InnoDB 掃描索引記錄的時候，會首先對選中的索引行記錄加上行鎖，再對索引記錄兩邊的間隙（向左掃描掃到第一個比給定引數小的值， 向右掃描掃描到第一個比給定引數大的值， 以此構建一個區間）加上間隙鎖。如果一個間隙被事務 A 加了鎖，事務 B 是不能在這個間隙插入記錄的。

我們這裡所說的 “間隙鎖” 其實不是 GAP LOCK，而是 RECORD LOCK + GAP LOCK，InnoDB 中稱之為 NEXT_KEY LOCK

下面看個例子，我們建表時指定 name 列為輔助索引，目前這列的取值有 [1,2,10]。間隙範圍有 (-∞, 1]、[1,1]、[1,2]、[2,10]、[10, +∞)

Round 1:

• 事務 A SELECT ... WHERE name = 1 FOR UPDATE;
• 對 (-∞, 2) 增加間隙鎖
• 事務 B INSERT ... name = 1 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = -100 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = 2 成功
• 事務 B INSERT ... name = 3 成功

Round 2:

• 事務 A SELECT ... WHERE name = 2 FOR UPDATE;
• 對 [1, 10) 增加間隙鎖
• 事務 B INSERT ... name = 1 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = 9 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = 10 成功
• 事務 B INSERT ... name = 0 成功

Round 3:

• 事務 A SELECT ... WHERE name <= 2 FOR UPDATE;
• 對 (-∞, +∞) 增加間隙鎖
• 事務 B INSERT ... name = 3 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = 300 阻塞
• 事務 B INSERT ... name = -300 阻塞

InnoDB 鎖機制總結

參考資料

• 《MySQL 技術內幕 InnoDB 儲存引擎》第二版 姜承堯著
• About MySQL InnoDB's Lock

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這是一個不定時更新的、披著程式設計師外衣的文青小號，歡迎關注。