数据库中加锁规则有哪些

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这篇文章主要介绍数据库中加锁规则有哪些,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!

间隙锁再加上行锁,很容易在判断是否会出现锁等待的问题上犯错。

因为间隙锁在可重复读隔离级别下才有效,本文默认可重复读。

加锁规则

原则 1
加锁的基本单位是 next-key lock,前开后闭区间。

原则 2
查找过程中访问到的对象才会加锁。

优化 1
索引上的等值查询,给唯一索引加锁的时候,next-key lock 退化为行锁。

优化 2
索引上的等值查询,向右遍历时且最后一个值不满足等值条件的时候,next-key lock 退化为间隙锁。

一个 bug
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。

数据准备

表名:t
新增数据:(0,0,0),(5,5,5),(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25)
接下来的例子基本都是配合着图片说明的,所以我建议你可以对照着文稿看,有些例子可能会“毁三观”,也建议你读完文章后亲手实践一下。

案例

等值查询间隙锁

等值查询的间隙锁数据库中加锁规则有哪些

表 t 中无 id=7,所以根据原则 1,加锁单位 next-key lock,所以 session A 加锁范围(5,10]

同时根据优化 2,等值查询(id=7),而 id=10 不满足,next-key lock 退化成间隙锁,因此最终加锁范围(5,10)

所以,session B 要往这个间隙里面插入 id= 8 的记录会被锁住,但是 session C 修改 id=10 这行是可以的。

非唯一索引等值锁

只加在非唯一索引上的锁
数据库中加锁规则有哪些

session A 要给索引 c 的 c = 5 这行加读锁
根据原则 1,加锁单位 next-key lock,因此给(0,5] 加 next-key lock
c 是普通索引,因此仅访问 c = 5 这条记录不能马上停下,需要向右遍历,查到 c =10 才放弃。根据原则 2,访问到的都要加锁,因此要给 (5,10] 加 next-key lock
同时符合优化 2:等值判断,向右遍历,最后一个值不满足 c = 5 这个等值条件,因此退化成间隙锁 (5,10)
根据原则 2,只有访问到的对象才会加锁,这个查询使用覆盖索引,并不需要访问主键索引,所以主键索引上没有加任何锁,所以 session B 的 update 语句可以执行完成。
但 session C 要插入(7,7,7),就会被 session A 的间隙锁(5,10) 锁住。

这个例子中,lock in share mode 只锁覆盖索引,但如果是 for update 就不一样了。执行 for update 时,系统会认为你接下来要更新数据,因此会顺便给主键索引上满足条件的行加上行锁。

这例说明,锁是加在索引上的;同时,它给我们的指导是,如果你要用 lock in share mode 来给行加读锁避免数据被更新的话,就必须得绕过覆盖索引的优化,在查询字段中加入索引中不存在的字段。比如,将 session A 的查询语句改成 select d from t where c=5 lock in share mode。你可以自己验证一下效果。

3 主键索引范围锁

范围查询。

对于我们这个表 t,下面这两条查询语句,加锁范围相同吗?

mysql select * from t where id=10 for update;
mysql select * from t where id =10 and id 11 for update;
你可能会想,id 定义为 int 类型,这两个语句就是等价的吧?其实,它们并不完全等价。

在逻辑上,这两条查语句肯定是等价的,但是它们的加锁规则不太一样。现在,我们就让 session A 执行第二个查询语句,来看看加锁效果。

图 3 主键索引上范围查询的锁
现在我们就用前面提到的加锁规则,来分析一下 session A 会加什么锁呢?

开始执行的时候,要找到第一个 id=10 的行,因此本该是 next-key lock(5,10]。根据优化 1,主键 id 上的等值条件,退化成行锁,只加了 id=10 这一行的行锁。

范围查找就往后继续找,找到 id=15 这一行停下来,因此需要加 next-key lock(10,15]。

所以,session A 这时候锁的范围就是主键索引上,行锁 id=10 和 next-key lock(10,15]。这样,session B 和 session C 的结果你就能理解了。

这里你需要注意一点,首次 session A 定位查找 id=10 的行的时候,是当做等值查询来判断的,而向右扫描到 id=15 的时候,用的是范围查询判断。

再看看范围查询加锁,你可以对照着案例三

非唯一索引范围锁

session_1session_2session_3begin;
select * from t where c =10 and c 11 for update;

insert into t values(8,8,8);(blocked)

update t set d=d+1 where c=15;(blocked)

session1 在第一次用 c =10 定位记录时,索引 c 加了(5,10] next-key lock

c 是非唯一索引,无优化规则,即不会退变为行锁

因此最终 sesion1 加锁为 c 的(5,10] 和(10,15] next-key lock。

所以从结果上来看,sesson2 要插入(8,8,8)的这个 insert 语句时就被阻塞。

非唯一索引要扫到 c =15,才知道无需继续往后遍历。

唯一索引范围锁 bug

前四案例用到两个原则和两个优化,再看加锁规则 bug 案例。

session_1session_2session_3begin;
select * from t
where id 10 and id =15 for update;

update t
set d=d+1
where id=20;(阻塞)

insert into t values(16,16,16);(阻塞)

session1 是范围查询

按原则 1,索引 id 只加(10,15] next-key lock,因为 id 是唯一键,所以循环判断到 id=15 这行就该停止遍历。

但实现上,InnoDB 会继续扫描到第一个不满足条件的行,即 id=20,且由于这是范围扫描,因此 id 上的(15,20] next-key lock 也会被锁。

所以 session2 要更新 id=20 这行会被阻塞。
session3 要插入 id=16,也会被阻塞。

按理说锁住 id=20 这行没必要,因为唯一索引扫描到 id=15 即可确定不用继续遍历。但实现上还是这么做了,可能是个 bug。

非唯一索引上存在 等值 的例子

为更好地说明“间隙”概念。
插入记录 7
数据库中加锁规则有哪些

新插入的这一行 c =10,即现在表里有两个 c =10。那么,这时索引 c 上的间隙是什么状态了呢?
由于非唯一索引上包含主键的值,所以不可能存在“相同”两行。

但现在虽然有两个 c =10,它们的主键值 id 却不同,因此这两个 c =10 记录之间也有间隙。

看如下案例。

6

delete 加锁逻辑类似 select … for update,即也符合一开始的规则。

session_1session_2session_3begin;
delete * from t
where c=10

insert into t
values(13,13,13);(阻塞)

update t set d=d+1 where c=15;

session1 遍历时先访问第一个 c =10:

根据原则 1,这里加是 (c=5,id=5) 到(c=10,id=10) next-key lock

然后,session1 向右查找,直到碰到 (c=15,id=15) 这行,循环结束。根据优化 2,等值查询,向右查找到不满足条件的行,所以退化成 (c=10,id=10) 到 (c=15,id=15) 的间隙锁(开区间,(c=5,id=5)和 (c=15,id=15) 这两行无锁)。

7 limit 语句加锁

session_1session_2begin;
delete * from t
where c=10 limit 2

insert into t
values(13,13,13);(阻塞)

session1 的 delete 语句加了 limit 2。你知道表 t 里 c =10 的记录其实只有两条,因此加不加 limit 2,删除的效果都是一样的,但是加锁的效果却不同。可以看到,session B 的 insert 语句执行通过了,跟案例六的结果不同。

这是因为,案例七里的 delete 语句明确加了 limit 2 的限制,因此在遍历到 (c=10, id=30) 这一行之后,满足条件的语句已经有两条,循环就结束了。

因此,索引 c 上的加锁范围就变成了从(c=5,id=5)到(c=10,id=30)这个前开后闭区间,如下图所示:

带 limit 2 的加锁效果

可以看到,(c=10,id=30)之后的这个间隙并没有在加锁范围里,因此 insert 语句插入 c =12 是可以执行成功的。

这个例子对我们实践的指导意义就是,在删除数据的时候尽量加 limit。这样不仅可以控制删除数据的条数,让操作更安全,还可以减小加锁的范围。

一个死锁的例子

前面的例子中,我们在分析的时候,是按照 next-key lock 的逻辑来分析的,因为这样分析比较方便。最后我们再看一个案例,目的是说明:next-key lock 实际上是间隙锁和行锁加起来的结果。

你一定会疑惑,这个概念不是一开始就说了吗?不要着急,我们先来看下面这个例子:

案例八的操作序列

session A 启动事务后执行查询语句加 lock in share mode,在索引 c 上加了 next-key lock(5,10] 和间隙锁(10,15);

session B 的 update 语句也要在索引 c 上加 next-key lock(5,10],进入锁等待;

然后 session A 要再插入 (8,8,8) 这一行,被 session B 的间隙锁锁住。由于出现了死锁,InnoDB 让 session B 回滚。

你可能会问,session B 的 next-key lock 不是还没申请成功吗?

其实是这样的,session B 的“加 next-key lock(5,10]”操作,实际上分成了两步,先是加 (5,10) 的间隙锁,加锁成功;然后加 c =10 的行锁,这时候才被锁住的。

也就是说,我们在分析加锁规则的时候可以用 next-key lock 来分析。但是要知道,具体执行的时候,是要分成间隙锁和行锁两段来执行的。

总结

所有案例都是在可重复读下验证,可重复读遵守两阶段锁协议,所有加锁的资源,都是在事务提交或者回滚的时候才释放。

在最后的案例中,你可以清楚地知道 next-key lock 实际上是由间隙锁加行锁实现的。如果切换到读提交隔离级别 (read-committed) 的话,就好理解了,过程中去掉间隙锁的部分,也就是只剩下行锁的部分。

在读提交隔离级别下还有一个优化,即:语句执行过程中加上的行锁,在语句执行完成后,就要把“不满足条件的行”上的行锁直接释放了,不需要等到事务提交。
读提交隔离级别下,锁的范围更小,锁的时间更短,所以不少业务也默认使用读提交。

在业务需要使用可重复读时,解决幻读问题同时,最大限度提升系统并行处理事务的能力。

间隙锁再加上行锁,很容易在判断是否会出现锁等待的问题上犯错。

因为间隙锁在可重复读隔离级别下才有效,本文默认可重复读。

以上是“数据库中加锁规则有哪些”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!希望分享的内容对大家有帮助,更多相关知识,欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道!

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