兩條不同記錄擁有相同的索引,會發生鎖沖突嗎?
前文提到,對于 InnoDB 來說,随時都可以加鎖(關于加鎖的 SQL 語句這裡就不說了,忘記的小夥伴可以翻一下上篇文章),但是并非随時都可以解鎖。具體來說,InnoDB 采用的是兩階段鎖定協定(two-phase locking protocol):即在事務執行過程中,随時都可以執行加鎖操作,但是隻有在事務執行 COMMIT 或者 ROLLBACK 的時候才會釋放鎖,并且所有的鎖是在同一時刻被釋放。
并且,行級鎖隻在存儲引擎層實作,而對于 InnoDB 存儲引擎來說,行級鎖又分三種,或者說有三種行級鎖算法:
- Record Lock:記錄鎖
- Gap Lock:間隙鎖
- Next-Key Lock:臨鍵鎖
下面,我們來詳細解釋下這三種行鎖算法。
Record Lock 記錄鎖
顧名思義,記錄鎖就是為某行記錄加鎖,事實上,它封鎖的是該行的索引記錄。如果表在建立的時候沒有設定任何一個索引,那麼這時 InnoDB 存儲引擎會使用 “隐式的主鍵” 來進行鎖定。
所謂隐式的主鍵就是指:如果在建表的時候沒有指定主鍵,InnoDB 存儲引擎會将第一列非空的列作為主鍵;如果沒有的話會自動生成一列為 6 位元組的主鍵。
那麼,既然 Record Lock 是基于索引的,那如果我們的 SQL 語句中的條件導緻索引失效(比如使用
or
) 或者說條件根本就不涉及索引或者主鍵,行級鎖就将退化為表鎖。
Record Lock 示例
先來舉個對索引字段進行查詢的例子,有資料庫如下,id 是主鍵索引:
CREATE TABLE `test` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(255) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8;
初始資料是這樣的:

建立兩個事務,先執行事務 T1 的前兩行,也就是不要執行 commit:
由于沒有執行 commit,是以這個時候事務 T1 沒有釋放鎖,并且鎖住了 id = 1 的記錄行,此時再來執行事務 2 申請 id = 2 的記錄行:
可以看見,由于鎖住的是不同的記錄行,是以兩個記錄鎖并沒有互相排斥,來看一下現在表中的資料,由于事務 1 還沒有 commit,是以應該是隻有 id = 2 的 username 被修改了:
nice,果然。再執行下事務 1 的 commit,id = 1 的 username 也就被修改過來啦。
行鎖退化為表鎖示例
再來看下沒有使用索引的例子:
同樣的,建立兩個事務,先執行事務 T1 的前兩行,也就是不要執行 commit。我們試圖使用
select ... for update
給 username = "user_three" 的記錄行加上記錄鎖,但是由于 username 并非主鍵也并非索引,是以實際上這裡事務 T1 鎖住的是整張表:
由于沒有執行 commit,是以這個時候事務 T1 沒有釋放鎖,并且鎖住了整張表。此時再來執行事務 2 試圖申請 id = 5 的記錄鎖,你會發現事務 T2 會卡住,最後逾時關閉事務:
這個問題的答案應該很簡單吧,上面我們強調過,行鎖鎖住的是索引,而不是一條記錄(隻不過我們平常這麼說鎖住了哪條記錄,比較好了解罷了)。是以如果兩個事務分别操作的兩條不同記錄擁有相同的索引,某個事務會因為行鎖被另一個事務占用而發生等待。
Gap Lock 間隙鎖
這裡我先簡單提一嘴,下文會詳細解釋:不同于 Record Lock 是基于唯一索引的,Gap Lock 和 Next-Key Lock 都是基于非唯一索引的。
并且,不同于 Record Lock 鎖定的是某一個索引記錄,Gap Lock 和 Next-Key Lock 鎖定的都是一段範圍内的索引記錄:
select * from test where id between 1 and 10 for update;
對于上述 SQL 語句,所有在
(1,10)
區間内(左開右開)的記錄行都會被 Gap Lock 鎖住,所有 id 為 2、3、4、5、6、7、8、9 的資料行的插入會被阻塞,但是 1 和 10 兩條被操作的索引記錄并不會被鎖住。
注意!這裡指的是鎖住所有的(1,10)區間内的 id,也就是說即使某個 id 目前并不在我們的表中比如 id = 6 ,如果你想插入一條 id = 6 的新紀錄,那對不起,不行。
Next-Key Lock 臨鍵鎖
Next-Key Lock 是結合了 Gap Lock 和 Record Lock 的一種鎖定算法,其主要目的是為了解決幻讀問題。
例如一個索引有 10,11,13 和 20 這四個值,分别對這個 4 個索引進行加鎖操作,那麼這四個操作分别對應的 Next-Key Lock 鎖住的區間是:
-
(-∞, 10]
-
(10, 11]
-
(11, 13]
-
(13, 20]
-
(20, +∞]
細心的同學應該已經注意到了,和 Gap Lock 的不同之處就在于,Next-Key Lock 鎖定的區間是左開右閉的,也就是說它是包含目前被操作的索引記錄的。
在 InnoDB 預設的隔離級别 REPEATABLE-READ 下,行鎖預設使用的算法就是 Next-Key Lock。但是,如果操作的索引是唯一索引或主鍵,InnoDB 會對 Next-Key Lock 進行優化,将其降級為 Record Lock,即僅鎖住索引本身,而不是範圍。
由于主鍵也是一種唯一索引,是以我們可以這麼說:Record Lock 是基于唯一索引的,而 Next-Key Lock 是基于非唯一索引的。
需要注意的,當操作的索引為非唯一索引時,InnoDB 會先用 Record Lock 鎖住對應的唯一索引,再用 Next-Key Lock 和 Gap Lock 對這個非唯一索引進行處理,而不僅僅是鎖住這個非唯一索引。具體地我們舉個例子來看下。
Next-Key Lock 示例
假設我們為上面 test 表中新增一個字段,并設定為非唯一索引:
CREATE TABLE `test` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(255) DEFAULT NULL,
`class` int(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `index_class` (`class`) USING BTREE COMMENT '非唯一索引'
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8;
插入一些資料:
開啟一個事務 1 執行如下的操作語句:
select * from test where class = 3 for update;
在這種情況下,InnoDB 事實上會加上三種行鎖(
select * ... from update
加的是行級寫鎖即 X 鎖):
1)給主鍵索引 id = 105 加上 Record Lock
2)對于非唯一索引 class = 3,其加上的是 Next-Key Lock,鎖定的範圍是
(1,3]
3)另外,特别需要注意的是,InnoDB 存儲引擎還會對非唯一索引 class 的下一個鍵值加上 Gap Lock(表中 class = 3 的下個鍵值是 6),是以還有一個 class 索引範圍為
(3,6)
的間隙鎖
總結下 2)和 3),對于這條 SQL 語句,InnoDB 存儲引擎鎖定地 class 索引範圍是
(1, 6)
下面我們用實踐來驗證理論,再開啟一個事務 2,執行下述的語句:
不出所料,由于在事務 1 中執行的 SQL 語句已經對主鍵索引中列 a=105 的記錄加上了 X 鎖,是以此處再去擷取 這個記錄的 X 鎖會被阻塞住。
再用一個事務來執行下述 SQL 語句:
主鍵插入 104 沒有任何問題,但是插入的 class 索引值 2 在被鎖定的範圍 (1,6) 中,是以執行同樣會被阻塞住。
經過上面的分析,大家一定能夠知道下面的 SQL 語句是可以正常執行的:
Attention
需要注意的是,Next-Key Lock 降級為 Record Lock 僅存在于操作所有的唯一索引列的情況。若唯一索引由多個列組成,而操作的僅是多個唯一索引列中的其中一個,那麼 InnoDB 存儲引擎依然使用 Next-Key Lock 進行鎖定。
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