【原創】驚！史上最全的select加鎖分析(Mysql)

引言

你們在面試中有沒遇到面試官問你下面六句Sql的區別呢

select * from table where id = ?
select * from table where id < ?
select * from table where id = ? lock in share mode
select * from table where id < ? lock in share mode
select * from table where id = ? for update
select * from table where id < ? for update

若是你能清楚的說出，這六句sql在不一樣的事務隔離級別下，是否加鎖，加的是共享鎖仍是排他鎖，是否存在間隙鎖，那這篇文章就沒有看的意義了。
之因此寫這篇文章是由於目前爲止網上這方面的文章太片面，都只說了一半，且大多沒指明隔離級別，以及where後跟的是否爲索引條件列。在此，我就不一一列舉那些有誤的文章了，你們能夠自行百度一下，大多都是講不清楚。
OK，要回答這個問題，先問本身三個問題

• 當前事務隔離級別是什麼
• id列是否存在索引
• 若是存在索引是聚簇索引仍是非聚簇索引呢？

OK，開始回答

正文

本文假定讀者，看過個人《MySQL(Innodb)索引的原理》。若是沒看過，額，你記得三句話吧

• innodb必定存在聚簇索引，默認以主鍵做爲聚簇索引
• 有幾個索引，就有幾棵B+樹(不考慮hash索引的情形)
• 聚簇索引的葉子節點爲磁盤上的真實數據。非聚簇索引的葉子節點仍是索引，指向聚簇索引B+樹。

下面囉嗦點基礎知識

鎖類型

共享鎖(S鎖):假設事務T1對數據A加上共享鎖，那麼事務T2能夠讀數據A，不能修改數據A。
排他鎖(X鎖):假設事務T1對數據A加上共享鎖，那麼事務T2不能讀數據A，不能修改數據A。
咱們經過update、delete等語句加上的鎖都是行級別的鎖。只有LOCK TABLE … READ和LOCK TABLE … WRITE才能申請表級別的鎖。
意向共享鎖(IS鎖):一個事務在獲取（任何一行/或者全表）S鎖以前，必定會先在所在的表上加IS鎖。
意向排他鎖(IX鎖):一個事務在獲取（任何一行/或者全表）X鎖以前，必定會先在所在的表上加IX鎖。

意向鎖存在的目的?

OK，這裏說一下意向鎖存在的目的。假設事務T1，用X鎖來鎖住了表上的幾條記錄，那麼此時表上存在IX鎖，即意向排他鎖。那麼此時事務T2要進行LOCK TABLE … WRITE的表級別鎖的請求，能夠直接根據意向鎖是否存在而判斷是否有鎖衝突。

加鎖算法

個人說法是來自官方文檔:
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-locking.html
加上本身矯揉造做的看法得出。
ok，記得以下三種，本文就夠用了
Record Locks：簡單翻譯爲行鎖吧。注意了，該鎖是對索引記錄進行加鎖！鎖是在加索引上而不是行上的。注意了，innodb必定存在聚簇索引，所以行鎖最終都會落到聚簇索引上！
Gap Locks：簡單翻譯爲間隙鎖，是對索引的間隙加鎖，其目的只有一個，防止其餘事物插入數據。在Read Committed隔離級別下，不會使用間隙鎖。這裏我對官網補充一下，隔離級別比Read Committed低的狀況下，也不會使用間隙鎖，如隔離級別爲Read Uncommited時，也不存在間隙鎖。當隔離級別爲Repeatable Read和Serializable時，就會存在間隙鎖。
Next-Key Locks：這個理解爲Record Lock+索引前面的Gap Lock。記住了，鎖住的是索引前面的間隙！好比一個索引包含值，10，11，13和20。那麼，間隙鎖的範圍以下

(negative infinity, 10]
(10, 11]
(11, 13]
(13, 20]
(20, positive infinity)

快照讀和當前讀

最後一點基礎知識了，你們堅持看完，這些是後面分析的基礎！
在mysql中select分爲快照讀和當前讀，執行下面的語句

select * from table where id = ?;

執行的是快照讀，讀的是數據庫記錄的快照版本，是不加鎖的。（這種說法在隔離級別爲Serializable中不成立，後面我會補充。）
那麼，執行

select * from table where id = ? lock in share mode;

會對讀取記錄加S鎖 (共享鎖)，執行

select * from table where id = ? for update

會對讀取記錄加X鎖 (排他鎖)，那麼

加的是表鎖仍是行鎖呢？

針對這點，咱們先回憶一下事務的四個隔離級別，他們由弱到強以下所示:

• Read Uncommited(RU)：讀未提交，一個事務能夠讀到另外一個事務未提交的數據！
• Read Committed (RC)：讀已提交，一個事務能夠讀到另外一個事務已提交的數據!
• Repeatable Read (RR):可重複讀，加入間隙鎖，必定程度上避免了幻讀的產生！注意了，只是必定程度上，並無徹底避免!我會在下一篇文章說明!另外就是記住從該級別纔開始加入間隙鎖(這句話記下來，後面有用到)!
• Serializable：串行化，該級別下讀寫串行化，且全部的select語句後都自動加上lock in share mode，即便用了共享鎖。所以在該隔離級別下，使用的是當前讀，而不是快照讀。

那麼關因而表鎖仍是行鎖，你們能夠看到網上最流傳的一個說法是這樣的，

InnoDB行鎖是經過給索引上的索引項加鎖來實現的，這一點MySQL與Oracle不一樣，後者是經過在數據塊中對相應數據行加鎖來實現的。 InnoDB這種行鎖實現特色意味着：只有經過索引條件檢索數據，InnoDB才使用行級鎖，不然，InnoDB將使用表鎖！

這句話你們能夠搜一下，都是你抄個人，我抄你的。那麼，這句話自己有兩處錯誤！
錯誤一:並非用表鎖來實現鎖表的操做，而是利用了Next-Key Locks，也能夠理解爲是用了行鎖+間隙鎖來實現鎖表的操做!
爲了便於說明，我來個例子，假設有表數據以下，pId爲主鍵索引

pId(int)	name(varchar)	num(int)
1	aaa	100
2	bbb	200
7	ccc	200

執行語句(name列無索引)

select * from table where name = `aaa` for update

那麼此時在pId=1,2,7這三條記錄上存在行鎖(把行鎖住了)。另外，在(-∞,1)(1,2)(2,7)(7,+∞)上存在間隙鎖(把間隙鎖住了)。所以，給人一種整個表鎖住的錯覺！

ps:對該結論有疑問的，可自行執行show engine innodb status;語句進行分析。

錯誤二:全部文章都不提隔離級別！
注意我上面說的，之因此可以鎖表，是經過行鎖+間隙鎖來實現的。那麼，RU和RC都不存在間隙鎖，這種說法在RU和RC中還能成立麼？
所以，該說法只在RR和Serializable中是成立的。若是隔離級別爲RU和RC，不管條件列上是否有索引，都不會鎖表，只鎖行！

分析

下面來對開始的問題做出解答，假設有表以下，pId爲主鍵索引

pId(int)	name(varchar)	num(int)
1	aaa	100
2	bbb	200
3	bbb	300
7	ccc	200

RC/RU+條件列非索引

(1)select * from table where num = 200
不加任何鎖，是快照讀。
(2)select * from table where num > 200
不加任何鎖，是快照讀。
(3)select * from table where num = 200 lock in share mode
當num = 200，有兩條記錄。這兩條記錄對應的pId=2，7，所以在pId=2，7的聚簇索引上加行級S鎖，採用當前讀。
(4)select * from table where num > 200 lock in share mode
當num > 200，有一條記錄。這條記錄對應的pId=3，所以在pId=3的聚簇索引上加上行級S鎖，採用當前讀。
(5)select * from table where num = 200 for update
當num = 200，有兩條記錄。這兩條記錄對應的pId=2，7，所以在pId=2，7的聚簇索引上加行級X鎖，採用當前讀。
(6)select * from table where num > 200 for update
當num > 200，有一條記錄。這條記錄對應的pId=3，所以在pId=3的聚簇索引上加上行級X鎖，採用當前讀。

RC/RU+條件列是聚簇索引

恩，你們應該知道pId是主鍵列，所以pId用的就是聚簇索引。此狀況其實和RC/RU+條件列非索引狀況是相似的。
(1)select * from table where pId = 2
不加任何鎖，是快照讀。
(2)select * from table where pId > 2
不加任何鎖，是快照讀。
(3)select * from table where pId = 2 lock in share mode
在pId=2的聚簇索引上，加S鎖，爲當前讀。
(4)select * from table where pId > 2 lock in share mode
在pId=3，7的聚簇索引上，加S鎖，爲當前讀。
(5)select * from table where pId = 2 for update
在pId=2的聚簇索引上，加X鎖，爲當前讀。
(6)select * from table where pId > 2 for update
在pId=3，7的聚簇索引上，加X鎖，爲當前讀。

這裏，你們可能有疑問

爲何條件列加不加索引，加鎖狀況是同樣的？

ok,實際上是不同的。在RC/RU隔離級別中，MySQL Server作了優化。在條件列沒有索引的狀況下，儘管經過聚簇索引來掃描全表，進行全表加鎖。可是，MySQL Server層會進行過濾並把不符合條件的鎖立即釋放掉，所以你看起來最終結果是同樣的。可是RC/RU+條件列非索引比本例多了一個釋放不符合條件的鎖的過程！

RC/RU+條件列是非聚簇索引

咱們在num列上建上非惟一索引。此時有一棵聚簇索引(主鍵索引，pId)造成的B+索引樹，其葉子節點爲硬盤上的真實數據。以及另外一棵非聚簇索引(非惟一索引，num)造成的B+索引樹，其葉子節點依然爲索引節點，保存了num列的字段值，和對應的聚簇索引。
這點能夠看看個人《MySQL(Innodb)索引的原理》。
接下來分析開始
(1)select * from table where num = 200
不加任何鎖，是快照讀。
(2)select * from table where num > 200
不加任何鎖，是快照讀。
(3)select * from table where num = 200 lock in share mode
當num = 200，因爲num列上有索引，所以先在 num = 200的兩條索引記錄上加行級S鎖。接着，去聚簇索引樹上查詢，這兩條記錄對應的pId=2，7，所以在pId=2，7的聚簇索引上加行級S鎖，採用當前讀。
(4)select * from table where num > 200 lock in share mode
當num > 200，因爲num列上有索引，所以先在符合條件的 num = 300的一條索引記錄上加行級S鎖。接着，去聚簇索引樹上查詢，這條記錄對應的pId=3，所以在pId=3的聚簇索引上加行級S鎖，採用當前讀。
(5)select * from table where num = 200 for update
當num = 200，因爲num列上有索引，所以先在 num = 200的兩條索引記錄上加行級X鎖。接着，去聚簇索引樹上查詢，這兩條記錄對應的pId=2，7，所以在pId=2，7的聚簇索引上加行級X鎖，採用當前讀。
(6)select * from table where num > 200 for update
當num > 200，因爲num列上有索引，所以先在符合條件的 num = 300的一條索引記錄上加行級X鎖。接着，去聚簇索引樹上查詢，這條記錄對應的pId=3，所以在pId=3的聚簇索引上加行級X鎖，採用當前讀。

RR/Serializable+條件列非索引

RR級別須要多考慮的就是gap lock，他的加鎖特徵在於，不管你怎麼查都是鎖全表。以下所示
接下來分析開始
(1)select * from table where num = 200
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加S鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock
(2)select * from table where num > 200
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加S鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock
(3)select * from table where num = 200 lock in share mode
在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加S鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock
(4)select * from table where num > 200 lock in share mode
在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加S鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock
(5)select * from table where num = 200 for update
在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加X鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock
(6)select * from table where num > 200 for update
在pId = 1,2,3,7（全表全部記錄）的聚簇索引上加X鎖。而且在
聚簇索引的全部間隙(-∞,1)(1,2)(2,3)(3,7)(7,+∞)加gap lock

RR/Serializable+條件列是聚簇索引

恩，你們應該知道pId是主鍵列，所以pId用的就是聚簇索引。該狀況的加鎖特徵在於，若是where後的條件爲精確查詢(=的狀況)，那麼只存在record lock。若是where後的條件爲範圍查詢(>或<的狀況)，那麼存在的是record lock+gap lock。
(1)select * from table where pId = 2
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，是當前讀，在pId=2的聚簇索引上加S鎖，不存在gap lock。
(2)select * from table where pId > 2
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，是當前讀，在pId=3,7的聚簇索引上加S鎖。在(2,3)(3,7)(7,+∞)加上gap lock
(3)select * from table where pId = 2 lock in share mode
是當前讀，在pId=2的聚簇索引上加S鎖，不存在gap lock。
(4)select * from table where pId > 2 lock in share mode
是當前讀，在pId=3,7的聚簇索引上加S鎖。在(2,3)(3,7)(7,+∞)加上gap lock
(5)select * from table where pId = 2 for update
是當前讀，在pId=2的聚簇索引上加X鎖。
(6)select * from table where pId > 2 for update
在pId=3,7的聚簇索引上加X鎖。在(2,3)(3,7)(7,+∞)加上gap lock
(7)select * from table where pId = 6 [lock in share mode|for update]
注意了，pId=6是不存在的列，這種狀況會在(3,7)上加gap lock。
(8)select * from table where pId > 18 [lock in share mode|for update]
注意了，pId>18，查詢結果是空的。在這種狀況下，是在(7,+∞)上加gap lock。

RR/Serializable+條件列是非聚簇索引

這裏非聚簇索引，須要區分是否爲惟一索引。由於若是是非惟一索引，間隙鎖的加鎖方式是有區別的。
先說一下，惟一索引的狀況。若是是惟一索引，狀況和RR/Serializable+條件列是聚簇索引相似，惟一有區別的是:這個時候有兩棵索引樹，加鎖是加在對應的非聚簇索引樹和聚簇索引樹上！你們能夠自行推敲!
下面說一下，非聚簇索引是非惟一索引的狀況，他和惟一索引的區別就是經過索引進行精確查詢之後，不只存在record lock，還存在gap lock。而經過惟一索引進行精確查詢後，只存在record lock，不存在gap lock。老規矩在num列創建非惟一索引
(1)select * from table where num = 200
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，是當前讀，在pId=2，7的聚簇索引上加S鎖，在num=200的非彙集索引上加S鎖，在(100,200)(200,300)加上gap lock。
(2)select * from table where num > 200
在RR級別下，不加任何鎖，是快照讀。
在Serializable級別下，是當前讀，在pId=3的聚簇索引上加S鎖，在num=300的非彙集索引上加S鎖。在(200,300)(300,+∞)加上gap lock
(3)select * from table where num = 200 lock in share mode
是當前讀，在pId=2，7的聚簇索引上加S鎖，在num=200的非彙集索引上加S鎖，在(100,200)(200,300)加上gap lock。
(4)select * from table where num > 200 lock in share mode
是當前讀，在pId=3的聚簇索引上加S鎖，在num=300的非彙集索引上加S鎖。在(200,300)(300,+∞)加上gap lock。
(5)select * from table where num = 200 for update
是當前讀，在pId=2，7的聚簇索引上加S鎖，在num=200的非彙集索引上加X鎖，在(100,200)(200,300)加上gap lock。
(6)select * from table where num > 200 for update
是當前讀，在pId=3的聚簇索引上加S鎖，在num=300的非彙集索引上加X鎖。在(200,300)(300,+∞)加上gap lock
(7)select * from table where num = 250 [lock in share mode|for update]
注意了，num=250是不存在的列，這種狀況會在(200,300)上加gap lock。
(8)select * from table where num > 400 [lock in share mode|for update] 注意了，pId>400，查詢結果是空的。在這種狀況下，是在(400,+∞)上加gap lock。