改了一行语句,怎么加了那么多锁?

简介: 在上篇文件我们介绍了由幻读的锁引出了间隙锁这个概念。并且介绍了一下加锁规则优化。今天我们接着上篇文章继续延伸一下技术点。

概念


原则

  • 原则 1:加锁的基本单位是 next-key lock。希望你还记得,next-key lock 是前开后闭区间。
  • 原则 2:查找过程中访问到的对象才会加锁。

优化

  • 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。

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。

案例

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `c` int(11) DEFAULT NULL,
  `d` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB;
insert into t values(0,0,0),(5,5,5),
(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);


等值查询间隙锁(一)

第一个案例是关于等值的查询的间隙锁的加锁规则。如下图,我们分析一下

image.png

sessionA

  • sessionA 修改id为7的d数据。那么会给d这行数加锁。但是没有7这条数据,根据加锁规则,加在5和10的位置。
  • 因为id=7 是等值查询,所以根据原则1,加锁单位next-key lock 变成(5,10]。
  • 根据优化2,next-key lock 退化成间隙锁,因此最终就改成(5,10)。

sessionB

  • 插入一条8这条数据。这条数据在5-10之间(且不等于),所以sessionB会被sessionA锁住

sessionC

  • 修改id=10的这条数据。由上述可知,sessionB没有执行成功,sessionA对数据5-10之间(且不等于)加了间隙锁。所以sessionC可以执行成功。


非唯一索引等值锁(二)

关于覆盖索引上的锁。如下图所示,我们分析一下

image.png

sessionA

  • c是索引key,要给c=5这条记录加读锁。
  • 按照原则1,需要给(0-5]加next-key lock。
  • 因为c是普通索引,不是唯一索引或者主键,所以要向右扫描,扫描到的行都要加索引,到了下个目标停止也就是10。按照加锁条例(5,10]加next-key-lock。
  • 根据优化2,等值判断,向右遍历,最后一个不满足退化为间隙锁。(5,10)

sessionB

  • 根据原则2,访问到的才加锁,这里是覆盖索引。并不需要访问主键索引。所以主键上没有加任何锁。所以sessionB是可以执行成功的。

覆盖索引没想明白的话可以看看SQL。select id  只走索引树,不走其他数据。

解释:id=5 这里只是查询,需要读锁,读锁共享,可以查。改的数据是改的d,d没有加

sessionC

直接锁住。因为sessionA锁的是(5,10)。你插入一个第7行肯定是要被锁住的。

总结

  1. lock in share mode 只锁覆盖索引,但是如果是 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。
  2. 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。


主键索引范围锁(三)

这里介绍的是范围锁规则。比如>=5  <10之类的。 如下图所示,我们一起分析一下

select * from t where id=10 for update;
select * from t where id>=10 and id<11 for update;

image.png

我们可以试想一下,这两条SQL相同吗?

从语义上来说是相同的,但是从逻辑加锁规则来说是不相同的。

sessionA

  • 要先找到id为10的数据,因此要加 next-key-lock 到(5,10]。
  • 根据优化1,退化为行锁。所以只加id为10这一条记录上的锁。
  • 范围查找继续向右遍历,找到了15然后进行判断是否小于11。因此加了 next-key-lock (10,15]的锁。

因此sessionA一共锁了两处锁,id为10的行锁以及 next-key-lock (10,15]的锁。

sessionB

  • 插入8这条数据的时候没有冲突sessionA的锁,所以插入正常。
  • 在插入13的时候就触发了sessionA的next-key-lock (10,15]锁,所以发现锁住

sessionC

  • 更新15这条数据。案例三上面提到的锁索引树,那里是覆盖索引只锁树,这里不一样。所以是都锁。sessionC也执行失败被锁住。


非唯一索引范围锁(四)

如下图所示我们继续分析

image.png

sessionA

  • 先查找c=10这条记录,找到之后加写锁。因为索引C只是普通索引不是唯一索引,所以不会利用规则优化。(5,10]
  • 继续向右遍历,找到15判断是否小于11。不满足。加next-key-lock (10,15]

sessionB

  • 插入8这条记录,被sessionA锁住了。

sessionC

  • sessionA是普通索引,不是唯一索引,所以没有退化成间隙锁,所以是(10,15]不是(10,15)。所以session也被锁住了


唯一索引范围锁 bug(五)


声明一下 案例五完全是抄袭丁奇老师的MySQL45讲。本人的所有文章都是自己手写,学习途径就是丁奇老师。所以喷子喷之前请看好文章,我怕喷子看不见不好使,我给加粗一下

如下图所示我们继续分析

image.png

sessionA

session A 是一个范围查询,按照原则 1 的话,应该是索引 id 上只加 (10,15]这个 next-key lock,并且因为 id 是唯一键,所以循环判断到 id=15 这一行就应该停止了。

但是实现上,InnoDB 会往前扫描到第一个不满足条件的行为止,也就是 id=20。而且由于这是个范围扫描,因此索引 id 上的 (15,20]这个 next-key lock 也会被锁上。

所以你看到了,session B 要更新 id=20 这一行,是会被锁住的。同样地,session C 要插入 id=16 的一行,也会被锁住。

照理说,这里锁住 id=20 这一行的行为,其实是没有必要的。因为扫描到 id=15,就可以确定不用往后再找了。但实现上还是这么做了,因此我认为这是个 bug。

我也曾找社区的专家讨论过,官方 bug 系统上也有提到,但是并未被 verified。所以,认为这是 bug 这个事儿,也只能算我的一家之言,如果你有其他见解的话,也欢迎你提出来。


非唯一索引上存在"等值"的例子(六)


来说明一下 “间隙”这个概念。给表 t 插入一条新记录。

mysql> insert into t values(30,10,30);

新插入的这一行 c=10,也就是说现在表里有两个 c=10 的行。由于非唯一索引上包含主键的值,所以是不可能存在“相同”的两行的。

image.png

可以看到,虽然有两个 c=10,但是它们的主键值 id 是不同的(分别是 10 和 30),因此这两个 c=10 的记录之间,也是有间隙的。

图中我画出了索引 c 上的主键 id。为了跟间隙锁的开区间形式进行区别,我用 (c=10,id=30) 这样的形式,来表示索引上的一行。如下图所示

image.png

sessionA

  • 这里的delete与select ... for update 是类似的。先访问第一个 c=10 的记录。同样地,根据原则 1,这里加的是 (c=5,id=5) 到 (c=10,id=10) 这个 next-key lock。
  • 向右查找,直到碰到 (c=15,id=15) 这一行,循环才结束。根据优化 2,这是一个等值查询,向右查找到了不满足条件的行,所以会退化成 (c=10,id=10) 到 (c=15,id=15) 的间隙锁。

上面五个案例走过来。大家应该能推出来sessionB与sessionC的执行结果的原因吧。这里就不做介绍了。12被锁了,15是开区间没有被包含住。


limit 语句加锁(七)


如下图所示,用的是示例6的delete例子。

image.png

sessionA

  • 查找c为10的那条记录,给(5,10] 加 next-key-lock。最重要的就是limit 2这里,改变了整个命运
  • 因为c为10的数据,一共就两条。当查出来之后,就直接确定了,不需要再向后遍历了。

这里说一下,为啥我说的改变命运,如果继续循环判断的话。有可能会把下一次遍历的值也加锁。那么我们可以试想一下,如果下一条遍历对象是c=40,而c=40刚好又非常多。那么就造成了大面积加锁。

科普:所以平时在写删除语句的时候,如果可以确保是一条记录。可以加一下limit 1。这里节省性能。这是一个比较好的习惯。

sessionB

  • 这里验证了上述的加锁,插入12这条记录的时候成功了。说明没有找到 15  就停止了。


一个死锁的例子(八)


这里我们 说明:next-key lock 实际上是间隙锁和行锁加起来的结果。 如下图所示

image.png

  • 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);

解释: c=10查找完之后,不是唯一索引,所以向右遍历,所以15是 闭区间 ] 不是开区间 )  又因为输出的是id,所有走的覆盖索引。这里被退化了 所以是15开区间。

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

这里解释一下sessionB的blocked。

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


这里我们举例说明了可重复隔离级别下的加锁规则,以及锁规则优化,以及next-key-lock的两阶段提交。

相信对next-key-lock 有了新的认识

但是还是不够,我们下面继续延伸学习。


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