MySQL行锁范围分析（行锁、间隙锁、临键锁）

MySQL 中锁的概念

排它锁（Exclusive Lock）

X 锁，也称为写锁，若事务T对对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事物都不能再对A 加任何锁，直到T释放A上的锁。
SELECT…FOR UPDATE 对读取的行记录加一个X锁，其他事务不能对已锁定的行加上任何锁。

共享锁（Shared Lock）

**S 锁，**也称为读锁，若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A，但不能修改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。
SELECT…LOCK IN SHARE MODE对读取的行记录加一个S锁，其他事务可以向被锁定 的行加S锁，但是如果加X锁，则会被阻塞。

活锁

事务T1封锁了R，T2又请求封锁R，于是T2等待，T3也请求封锁R，当T1释放了R 上的锁，系统首先批准了T3的请求，T2继续等待，这就是活锁。

死锁

事务T1封锁了R1，T2封锁了R2，T1又请求封锁R2，因为T2已经封锁了R2，于是T1等待T2释放R2上的锁，接着T2又申请封锁R1，因为T1已经封锁了R1，T2只能等待T1释放R1上的锁，这就是死锁。
解决死锁的方法
一次封锁法 每个事务必须将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能执行，弊端 加大封锁范围，降低了并发速度。

乐观锁

总是假设最好的情况，在事务提交前不会对数据进行锁定，而是在更新数据时会进行版本或时间戳的比较，以确定数据是否被其他事务修改过。如果数据没有被修改，则允许提交；如果数据被修改，则需要进行冲突解决

悲观锁

总是假设最坏的情况，在整个事务过程中，假设其他事务会对数据进行修改，因此在读取或修改数据时，会先对数据进行锁定，以防止其他事务对数据进行干扰（排它锁、共享锁都是悲观锁，共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程）

MySQL 行锁加锁的分析

版本使用 MySQL 8.2.0
MySQL InnoDB 中支持三种行锁的方式：行锁（Record Lock）、间隙锁（Gap Lock）、临键锁（Next-Key Lock），默认加的是临键锁，但是会根据不同的查询条件进行优化。创建一个 user 表用来测试，表中 id 是主键索引，name 是唯一索引，salary 是普通索引，gender 没有索引。

idnamesalarygender
10惠月48000女
20光济50000男
30杰霖55000男
40紫妤60000女
50娜溱70000女

创建表并插入数据

CREATE TABLE `user`  (`id` int(11) NOT NULL,`name` varchar(255) DEFAULT NULL,`salary` int DEFAULT NULL,`gender` varchar(255) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,INDEX `salary`(`salary`) USING BTREE,UNIQUE INDEX `name`(`name` ASC) USING BTREE
);INSERT INTO `user` VALUES (10, '惠月', 48000, '女');
INSERT INTO `user` VALUES (20, '光济', 50000, '男');
INSERT INTO `user` VALUES (30, '杰霖', 55000, '男');
INSERT INTO `user` VALUES (40, '紫妤', 62000, '女');
INSERT INTO `user` VALUES (50, '娜溱', 75000, '女');

加锁情况

-- 普通的select查询是快照读，不加锁
SELECT * FROM user WHERE id=30;
-- 查询时给主键索引加S共享锁时，是当前读
SELECT * FROM user WHERE id=30 LOCK IN SHARE MODE;
-- 查询时加 X排他锁，为当前读
SELECT * FROM user WHERE id=30 FOR UPDATE

执行 SELECT * FROM … FOR UPDATE 会对表加上 IX 写意向锁，表示有可能会对这些记录进行写操作，并且给记录加一个X,REC_NOT_GAP，锁定了该条数据。 执行SELECT * FROM … FOR SHARE 会对表加上一个 IS 读意向锁，并且会给记录加一个S,REC_NOT_GAP。

主键索引

主索引等值查询，数据存在的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE id=30 FOR UPDATE;
-- SELECT * FROM user WHERE id=40 FOR SHARE;
-- ROLLBACK

查看锁的情况

-- mysql 8
SELECT * FROM performance_schema.data_locks;-- mysql 5.7
SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

image.png
1、表锁是意向写锁
2、数据加行锁
各字段意思：
INDEX_NAME 锁定索引的名称 PRIMARY 说明是主键索引
LOCK_TYPE 锁的类型，RECORD 行锁 、 TABLE 表锁
LOCK_MODE 锁的模式，IS 读意向锁、IX 写意向锁、S 读锁，又称共享锁、X 写锁，又称排它锁、GAP 间隙锁。
**LOCK_DATA **要锁定的数据，当 LOCK_TYPE 是 RECORD行锁时。当锁在主键索引上时，显示主键索的值。当锁是在辅助索引上时，显示主索引和辅助索引的值。

LOCK_MODELOCK_DATA锁范围
X,REC_NOT_GAP40id=40 行锁
X,GAP40id=40 间隙锁，不包含 40（前开后开）
X40id=40 临键锁，包含 40（前开后闭）

事务 2
1、会对主索引 id=30 添加行锁

BEGIN;
-- 更新会失败，因为事务 1 对 id=30 加行锁。
UPDATE user SET salary = 56000 WHERE id = 30;

主索引等值查询，数据不存在的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE id=31 FOR UPDATE; -- 数据库中没有id=30的记录

查看加锁情况
image.png
1、表加的是意向写锁
2、id 加的是 GAP Lock，范围是(30, 40)
注意
LOCK_MODE 是 X,GAP 表示间隙锁，LOCK_DATA 是 40 表示锁定的范围是在 id 为 40 之前的间隙
事务 2
1、会锁住主索引 id=31 所在的间隙

BEGIN;
-- 可以执行成功
UPDATE `bostore`.`user` SET `salary` = 56000.00 WHERE `id` = 30;
UPDATE `bostore`.`user` SET `salary` = 63000.00 WHERE `id` = 40;
-- 执行失败
INSERT INTO `bostore`.`user` VALUES (33, '六零', 68000.00, '女');

主索引范围查询，前闭后开情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE id>=30 AND id<33 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、 表示 IX 意向写锁
2、id=30 是行锁
3、id=40 加的是 GAP Lock，范围是(30, 40)
事务 2

BEGIN;
-- 会阻塞
UPDATE user SET salary = 57000.00 WHERE id = 30;
INSERT INTO user VALUES (35, '六零', 68000.00, '女');
INSERT INTO user VALUES (33, '合吧', 64000.00, '女');
-- 不会阻塞
UPDATE user SET salary = 63000.00 WHERE id = 40;

主索引范围查询，前开后闭情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE id>30 AND id<=40 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、表加的是意向写锁
2、id=40 加 NEXT-Key Lock，范围是(30, 40]
事务 2

BEGIN;
-- 会阻塞
UPDATE user SET salary = 63000 WHERE id = 40;
INSERT INTO user VALUES (35, '六零', 68000, '女');
INSERT INTO user VALUES (33, '合吧', 64000, '女');-- 不会阻塞
UPDATE user SET salary = 57000 WHERE id = 30;
UPDATE user SET salary = 78000 WHERE id = 50;
INSERT INTO user VALUES (53, '考拉', 84000, '女');

普通索引

普通索引（普通索引只针对表中的单一列进行索引，普通索引可以是唯一的，也可以不唯一，普通索引对于等值查询（例如WHERE column = value）和范围查询（例如WHERE column > value）都能提供较好的性能提升）

普通索引等值查询，数据存在的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE salary = 62000 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、 表加意向写锁 IX
2、 索引salary加临键锁，范围是(55000, 62000]
3、 主键 id = 40 加行锁
4、 索引salary加间隙锁，范围是(62000, 75000)
事务 2
1、 主键 id=40 加了行锁，不能更新和删除

-- 修改id=40有行锁会阻塞
UPDATE user SET salary = 63000 WHERE id = 40;
UPDATE user SET name="紫是" where salary = 62000;

2、salary 在(55000, 62000] 范围加了 NEXT-Key Lock（针对该范围的 id 也会加锁），insert 时salary 在此范围，会阻塞
image.png
3、salary 在(62000, 75000)范围加了 GAP Lock（避免幻读），insert 时salary 在此范围，会阻塞
image.png
4、 插入 salary=55000时，id<30可以不阻塞，id>30会阻塞

-- id=40  salary=62000 之前有临键锁(55000, 62000]
-- 是对salary的锁，但是整个区间都会被锁住包括主索引id
INSERT INTO user VALUES (35, '六零', 55000, '女'); -- 阻塞
INSERT INTO user VALUES (51, '哈西', 55000, '女'); -- 阻塞
-- id=30  salary=55000 之前没有间隙锁
INSERT INTO user VALUES (29, '湖西', 55000, '女'); -- 不阻塞

5、 插入 salary=62000时，会阻塞

INSERT INTO user VALUES (39, '哈子', 62000, '女');
INSERT INTO user VALUES (44, '靠是', 62000, '女');
INSERT INTO user VALUES (55, '西欧', 62000, '女');
-- 自增id时也是会阻塞
INSERT INTO `bostore`.`user`(`name`, `salary`, `gender`) VALUES ('学律', 62000, '女');

6、插入 salary=75000时，id<50 会阻塞，id>50 不阻塞

-- LOCK_MODE为X,GAP 
-- LOCAK_DATA为75000, 50 表示 要插入salary为75000，id<50时会加锁，即会阻塞
INSERT INTO user VALUES (29, '合吧', 75000, '女');
-- id > 50 不会阻塞
INSERT INTO user VALUES (51, '欧下', 75000, '女');

7、当salary 不在(55000, 62000] 和(62000, 75000)范围时，id 不会加锁

INSERT INTO user VALUES (31, '湖西', 54000, '女');
INSERT INTO user VALUES (49, '离下', 54000, '女');
INSERT INTO user VALUES (45, '的大', 76000, '女');
UPDATE user SET salary = 78000 WHERE id = 50;-- id < 30 和 salary < 55000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (29, '六零', 50000, '女');
-- id > 50 和 salary > 75000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (63, '合吧', 94000, '女');

普通索引等值查询，数据不存在的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE salary = 60000 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、表加意向写锁
2、salary 加间隙锁，范围是(55000， 62000)
事务 2
1、salary 在(55000， 62000)范围加了 GAP Lock，insert 时salary 在此范围，会阻塞
image.png
2、插入 salary=55000时，id<30可以不阻塞，id>30会阻塞

INSERT INTO user VALUES (35, '六零', 55000, '女'); -- 阻塞
INSERT INTO user VALUES (51, '哈西', 55000, '女'); -- 阻塞
-- id=30  salary=55000 之前没有间隙锁
INSERT INTO user VALUES (29, '湖西', 55000, '女'); -- 不阻塞

3、插入 salary=62000时，id<40 会阻塞，id>40 不阻塞

-- id < 40 会阻塞
INSERT INTO user VALUES (39, '合吧', 62000, '女');
-- id > 40 不会阻塞
INSERT INTO user VALUES (41, '欧下', 62000, '女');

4、当 salary 不在(55000， 62000)，id 不会加锁

INSERT INTO user VALUES (31, '湖西', 54000, '女');
INSERT INTO user VALUES (39, '离下', 63000, '女');
UPDATE user SET salary = 63000 WHERE id = 40;-- id < 30 和 salary < 55000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (29, '六零', 50000, '女');
-- id > 40 和 salary > 62000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (41, '合吧', 65000, '女');

普通索引范围查询，前闭后开的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE salary>=55000 AND salary<62000 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、表加意向写锁
2、salary 加 NEXT-Key Lock 范围是(50000, 55000]
3、salary 加 NEXT-Key Lock 范围是(55000, 62000]
4、id=30 加行锁
事务 2
1、 插入 salary=50000时，id<20可以不阻塞，id>20会阻塞

INSERT INTO user VALUES (19, '六零', 50000, '女'); -- 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (21, '哈西', 50000, '女'); -- 阻塞
INSERT INTO user VALUES (41, '湖西', 50000, '女'); -- 阻塞

2、 插入 salary=55000时，会阻塞

INSERT INTO user VALUES (29, '哈子', 55000, '女');
INSERT INTO user VALUES (35, '靠是', 55000, '女');
INSERT INTO user VALUES (44, '西欧', 55000, '女');
-- 自增id时也是会阻塞
INSERT INTO `bostore`.`user`(`name`, `salary`, `gender`) VALUES ('学律', 55000, '女');

3、 插入 salary=62000时，id<40 会阻塞，id>40 不阻塞

-- 阻塞
INSERT INTO user VALUES (39, '合吧', 62000, '女');
-- 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (41, '欧下', 62000, '女');

4、当salary 不在(50000, 55000] 和(55000, 62000]范围时，id 不会加锁

INSERT INTO user VALUES (31, '湖西', 44000, '女');
INSERT INTO user VALUES (49, '离下', 44000, '女');
INSERT INTO user VALUES (45, '的大', 66000, '女');-- id < 20 和 salary < 50000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (19, '六零', 40000, '女');
-- id > 40 和 salary > 62000 不阻塞
INSERT INTO user VALUES (53, '合吧', 94000, '女');

5、id=30 加行锁，不能删除和更新

UPDATE user SET salary = 56000 WHERE id = 30;
UPDATE user SET name="紫下" where salary = 55000;

普通索引范围查询，前开后闭的情况

事务 1

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE salary>55000 AND salary<=62000 FOR UPDATE;

查看锁情况
image.png
1、表加意向写锁
2、salary 加 NEXT-Key Lock 范围是(55000, 62000]
3、salary 加 NEXT-Key Lock 范围是(62000, 75000]
4、id=40 加行锁
事务 2 的加锁情况和上面类似

没有索引的情况

BEGIN;
SELECT * FROM user WHERE gender='男' FOR UPDATE;

查看加锁情况
image.png
InnoDB 的锁是加上在索引上的，没有索引的时候，就会给所有的记录都加上锁 NEXT-Key Lock，相当于表锁。

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