【 58沈劍 架構師之路】InnoDB七種鎖——記錄鎖、間隙鎖、臨鍵鎖

MySQL的InnoDB的細粒度行鎖，是它最吸引人的特性之一。

 

可是，如《InnoDB，5項最佳實踐》所述，若是查詢沒有命中索引，也將退化爲表鎖。

 

InnoDB的細粒度鎖，是實如今索引記錄上的。

 

一，InnoDB的索引

InnoDB的索引有兩類索引，彙集索引(Clustered Index)與普通索引(Secondary Index)。

 

InnoDB的每個表都會有彙集索引：

(1)若是表定義了PK，則PK就是彙集索引；

(2)若是表沒有定義PK，則第一個非空unique列是彙集索引；

(3)不然，InnoDB會建立一個隱藏的row-id做爲彙集索引；

爲了方便說明，後文都將以PK說明。

 

索引的結構是B+樹，這裏不展開B+樹的細節，說幾個結論：

(1)在索引結構中，非葉子節點存儲key，葉子節點存儲value；

(2)彙集索引，葉子節點存儲行記錄(row)；

畫外音：因此，InnoDB索引和記錄是存儲在一塊兒的，而MyISAM的索引和記錄是分開存儲的。

 

(3)普通索引，葉子節點存儲了PK的值；

畫外音：

因此，InnoDB的普通索引，實際上會掃描兩遍：

第一遍，由普通索引找到PK；

第二遍，由PK找到行記錄；

索引結構，InnoDB/MyISAM的索引結構，若是你們感興趣，將來撰文詳述。

 

舉個例子，假設有InnoDB表：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四條記錄：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

 

以看到：

(1)第一幅圖，id PK的彙集索引，葉子存儲了全部的行記錄；

(2)第二幅圖，name上的普通索引，葉子存儲了PK的值；

 

對於：

select * from t where name=’shenjian’;

(1)會先在name普通索引上查詢到PK=1；

(2)再在彙集索引衫查詢到(1,shenjian, m, A)的行記錄；

 

下文簡單介紹InnoDB七種鎖中的剩下三種：

• 記錄鎖(Record Locks)

• 間隙鎖(Gap Locks)

• 臨鍵鎖(Next-Key Locks)

爲了方便講述，如無特殊說明，後文中，默認的事務隔離級別爲可重複讀(Repeated Read, RR)。

 

2、記錄鎖(Record Locks)

記錄鎖，它封鎖索引記錄，例如：

select * from t where id=1 for update;

 

它會在id=1的索引記錄上加鎖，以阻止其餘事務插入，更新，刪除id=1的這一行。

 

須要說明的是：

select * from t where id=1;

則是快照讀(SnapShot Read)，它並不加鎖，具體在《InnoDB爲何併發高，讀取快？》中作了詳細闡述。

 

3、間隙鎖(Gap Locks)

間隙鎖，它封鎖索引記錄中的間隔，或者第一條索引記錄以前的範圍，又或者最後一條索引記錄以後的範圍。

 

依然是上面的例子，InnoDB，RR：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四條記錄：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

 

這個SQL語句

select * from t 

    where id between 8 and 15 

    for update;

會封鎖區間，以阻止其餘事務id=10的記錄插入。

畫外音：

爲何要阻止id=10的記錄插入？

若是可以插入成功，頭一個事務執行相同的SQL語句，會發現結果集多出了一條記錄，即幻影數據。

 

間隙鎖的主要目的，就是爲了防止其餘事務在間隔中插入數據，以致使「不可重複讀」。

 

若是把事務的隔離級別降級爲讀提交(Read Committed, RC)，間隙鎖則會自動失效。

 

4、臨鍵鎖(Next-Key Locks)

臨鍵鎖，是記錄鎖與間隙鎖的組合，它的封鎖範圍，既包含索引記錄，又包含索引區間。

 

更具體的，臨鍵鎖會封鎖索引記錄自己，以及索引記錄以前的區間。

 

若是一個會話佔有了索引記錄R的共享/排他鎖，其餘會話不能馬上在R以前的區間插入新的索引記錄。

畫外音：原文是說

If one session has a shared or exclusive lock on record R in an index, another session cannot insert a new index record in the gap immediately before R in the index order.

 

依然是上面的例子，InnoDB，RR：

t(id PK, name KEY, sex, flag);

 

表中有四條記錄：

1, shenjian, m, A

3, zhangsan, m, A

5, lisi, m, A

9, wangwu, f, B

 

PK上潛在的臨鍵鎖爲：

(-infinity, 1]

(1, 3]

(3, 5]

(5, 9]

(9, +infinity]

 

臨鍵鎖的主要目的，也是爲了不幻讀(Phantom Read)。若是把事務的隔離級別降級爲RC，臨鍵鎖則也會失效。

畫外音：關於事務的隔離級別，以及幻讀，以前的文章一直沒有展開說明，若是你們感興趣，後文詳述。

 

今天的內容，主要對InnoDB的索引，以及三種鎖的概念作了介紹。場景與例子，也都是最簡單的場景與最簡單的例子。

 

InnoDB的鎖，與索引類型，事務的隔離級別相關，更多更復雜更有趣的案例，後續和你們介紹。

 

5、總結

(1)InnoDB的索引與行記錄存儲在一塊兒，這一點和MyISAM不同；

(2)InnoDB的彙集索引存儲行記錄，普通索引存儲PK，因此普通索引要查詢兩次；

(3)記錄鎖鎖定索引記錄；

(4)間隙鎖鎖定間隔，防止間隔中被其餘事務插入；

(5)臨鍵鎖鎖定索引記錄+間隔，防止幻讀；