面试系列-mysql间隙锁

间隙锁

间隙锁（Gap Lock）是Innodb在RR级别下为了解决幻读问题时引入的锁机制，（下面的所有案例没有特意强调都使用可重复读隔离级别）幻读的问题存在是因为新增或者更新操作，这时如果进行范围查询的时候（加锁查询），会出现不一致的问题，这时使用不同的行锁已经没有办法满足要求，需要对一定范围内的数据进行加锁，间隙锁就是解决这类问题的；在可重复读隔离级别下，数据库是通过行锁和间隙锁共同组成的（next-key lock）来实现的；

间隙锁加锁规则

• 加锁的基本单位是（next-key lock），前开后闭原则
• 查询过程中访问的对象会增加锁
• 索引上的等值查询--给唯一索引加锁的时候，next-key lock升级为行锁
• 索引上的等值查询--向右遍历时最后一个值不满足查询需求时，next-key lock 退化为间隙锁
• 唯一索引上的范围查询会访问到不满足条件的第一个值为止

间隙锁的条件

• 使用普通索引锁定；
• 使用多列唯一索引；
• 使用唯一索引锁定多行记录；

给个栗子

为了解决幻读问题，更新的时候不只是对上述的五条数据增加行锁，还对于中间的取值范围增加了6间隙锁，（-∞，5]（5，10]（10，15]（15，20]（20，25]（25， supernum] （其中supernum是数据库维护的最大的值，为了保证间隙锁都是左开右闭原则）；

案例一：间隙锁简单案例

步骤

当有事务A和事务B时，事务A会对数据库表增加（10，15]这个区间锁，这时insert id = 12 的数据的时候就会因为区间锁（10，15]而被锁住无法执行；

案例二：间隙锁死锁问题

步骤

不同于写锁相互之间是互斥的原则，间隙锁之间不是互斥的，如果一个事务A获取到了（5,10]之间的间隙锁，另一个事务B也可以获取到（5,10]之间的间隙锁。这时就可能会发生死锁问题，如下案例：事务A获取到（5,10]之间的间隙锁不允许其他的DDL操作，在事务提交，间隙锁释放之前，事务B也获取到了间隙锁（5,10]，这时两个事务就处于死锁状态；

案例三：等值查询—唯一索引

步骤

1. 加锁的范围是（5,10]的范围锁；
2. 由于数据是等值查询，并且表中最后数据id = 10 不满足id= 7查询要求，故id=10 的行级锁退化为间隙锁，（5,10）；
3. 所以事务B中id=8会被锁住，而id=10的时候不会被锁住；

案例四：等值查询—普通索引

1. 加锁的范围是（0,5]，（5,10]的范围锁；
2. 由于c是普通索引，根据原则4，搜索到5后继续向后遍历直到搜索到10才放弃，故加锁范围为（5,10]；
3. 由于查询是等值查询，并且最后一个值不满足查询要求，故间隙锁退化为（5,10）；
4. 因为加锁是对普通索引c加锁，而且因为索引覆盖，没有对主键进行加锁，所以事务B执行正常；
5. 因为加锁范围（5,10）故事务C执行阻塞；
6. 需要注意的是，lock in share mode 因为覆盖索引故没有锁主键索引，如果使用for update 程序会觉得之后会执行更新操作故会将主键索引一同锁住；

案例五：范围查询—唯一索引

步骤

1. next-key lock 增加范围锁（5,10]；
2. 根据原则5，唯一索引的范围查询会到第一个不符合的值位置，故增加（10，15]；
3. 因为等值查询有id =10 根据原则3间隙锁升级为行锁，故剩余锁[10,15]；
4. 因为查询并不是等值查询，故[10,15]不会退化成[10,15)；
5. 故事务B（13,13,13）阻塞，事务C阻塞；

案例六：范围查询—普通索引

步骤

1. next-key lock 增加范围锁（5,10]，（10，15]；
2. 因为c是非唯一索引，故（5,10]不会退化为10；
3. 因为查询并不是等值查询，故[10,15]不会退化成[10,15)；
4. 所以事务B和事务C全部堵塞；

案例八：普通索引-等值问题

上面的数据增加一行（30,10,30），这样在数据库中存在的c=10的就有两条记录；

步骤

1. next-key lock 增加范围锁（5,10]，（10，15]；
2. 因为是等值查询故退化为（5,10]，（10，15），故事务B阻塞，事务C执行成功；

案例九：普通索引-等值Limit问题

步骤

1. 根据上面案例8改造，将delete增加limit操作2的操作;
2. 因为知道了数据加锁值加2条，故在加锁（5，10]之后发现已经有两条数据，故后面不在向后匹配加锁。所以事务B执行成功