MySQL InnoDB中的锁机制深入讲解

写在前面

数据库本质上是一种共享资源，因此在最大程度提供并发访问性能的同时，仍需要确保每个用户能以一致的方式读取和修改数据。锁机制（Locking）就是解决这类问题的最好武器。

首先新建表 test，其中 id 为主键，name 为辅助索引，address 为唯一索引。

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;

INSERT 方法中的行锁

可见，如果两个事务先后对主键相同的行记录执行 INSERT 操作，因为事务 A 先拿到了行锁，事务 B 只能等待直到事务 A 提交后行锁被释放。同理，如果针对唯一索引字段 address 进行插入操作，也需要获取行锁，图同主键插入过程类似，不再重复。

但是，如果两个事务都针对辅助索引字段 name 进行插入，不需要等待获取锁，因为辅助索引字段即使值相同，在数据库中也是操作不同的记录行，不会冲突。

Update 方法与 Insert 方法结果类似。

SELECT FOR UPDATE 下的表锁与行锁

事务 A SELECT FOR UPDATE 语句会拿到表 test 的 Table Lock，此时事务 B 去执行插入操作会阻塞，直到事务 A 提交释放表锁后，事务 B 才能获取对应的行锁执行插入操作。

但是如果事务 A 的 SELECT FOR UPDATE 语句紧跟 WHERE id = 1 的话，那么这条语句只会获取行锁，不会是表锁，此时不阻塞事务 B 对于其他主键的修改操作

辅助索引下的间隙锁

先看下 test 表下的数据情况：

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)

间隙锁可以说是行锁的一种，不同的是它锁住的是一个范围内的记录，作用是避免幻读，即区间数据条目的突然增减。解决办法主要是：

• 防止间隙内有新数据被插入，因此叫间隙锁
• 防止已存在的数据，在更新操作后成为间隙内的数据（例如更新 id = 7 的 name 字段为 1，那么 name = 1 的条数就从 2 变为 3）

InnoDB 自动使用间隙锁的条件为：

• Repeatable Read 隔离级别，这是 MySQL 的默认工作级别
• 检索条件必须有索引（没有索引的话会走全表扫描，那样会锁定整张表所有的记录）

当 InnoDB 扫描索引记录的时候，会首先对选中的索引行记录加上行锁，再对索引记录两边的间隙（向左扫描扫到第一个比给定参数小的值， 向右扫描扫描到第一个比给定参数大的值， 以此构建一个区间）加上间隙锁。如果一个间隙被事务 A 加了锁，事务 B 是不能在这个间隙插入记录的。

我们这里所说的 “间隙锁” 其实不是 GAP LOCK，而是 RECORD LOCK + GAP LOCK，InnoDB 中称之为 NEXT_KEY LOCK

下面看个例子，我们建表时指定 name 列为辅助索引，目前这列的取值有 [1,2,10]。间隙范围有 (-∞, 1]、[1,1]、[1,2]、[2,10]、[10, +∞)

Round 1:

• 事务 A SELECT ... WHERE name = 1 FOR UPDATE;
• 对 (-∞, 2) 增加间隙锁
• 事务 B INSERT ... name = 1 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = -100 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = 2 成功
• 事务 B INSERT ... name = 3 成功

Round 2:

• 事务 A SELECT ... WHERE name = 2 FOR UPDATE;
• 对 [1, 10) 增加间隙锁
• 事务 B INSERT ... name = 1 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = 9 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = 10 成功
• 事务 B INSERT ... name = 0 成功

Round 3:

• 事务 A SELECT ... WHERE name <= 2 FOR UPDATE;
• 对 (-∞, +∞) 增加间隙锁
• 事务 B INSERT ... name = 3 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = 300 阻塞
• 事务 B INSERT ... name = -300 阻塞

InnoDB 锁机制总结

参考资料

• 《MySQL 技术内幕 InnoDB 存储引擎》第二版 姜承尧著
• About MySQL InnoDB's Lock

总结