MySQL 中关于gap lock / next-key lock 的一个问题

你的名字 2022-03-29 04:09 176阅读 0赞

# MySQL 中关于gap lock / next-key lock 的一个问题 #

> 在学习 MySQL 的过程中遇到的一个关于锁的问题，包含多个 MySQL 相关的知识；相关资料在文章末尾

### 问题描述 ###

*  表初始化

CREATE TABLE z (
      id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
      b  INT,
      KEY b(b)
    )
      ENGINE = InnoDB
      DEFAULT CHARSET = utf8;
    
    INSERT INTO z (id, b)
    VALUES (1, 2),
      (3, 4),
      (5, 6),
      (7, 8),
      (9, 10);

*  session A

BEGIN;
    SELECT *
    FROM z
    WHERE b = 6 FOR UPDATE;

*  session B

INSERT INTO z VALUES (2, 4);/*success*/
    INSERT INTO z VALUES (2, 8);/*blocked*/
    INSERT INTO z VALUES (4, 4);/*blocked*/
    INSERT INTO z VALUES (4, 8);/*blocked*/
    INSERT INTO z VALUES (8, 4);/*blocked*/
    INSERT INTO z VALUES (8, 8);/*success*/
    INSERT INTO z VALUES (0, 4);/*blocked*/
    INSERT INTO z VALUES (-1, 4);/*success*/

分别执行 session B中的insert 会出现上述情况，为什么？

### 加锁过程 ###

1.  在索引 b 上的等值查询，给索引 b 加上了 next-key lock (4, 6\]；索引向右遍历，且最后一个值不满足条件时退化为间隙锁；所以会再加上间隙锁 (6,8)；所以索引 b 上的 next-key lock 的范围是(b=4,id=3)到(b=6,id=5)这个左开右闭区间和(b=6,id=5)到(b=8,id=7)这个开区间
2.  for update 会给 b = 6 这一行加上行锁；因此 (b=6,id=5) 这一行上有行锁

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*  这么看来上述语句都不在锁的范围内，为什么会被锁

这个问题其实是因为没有理解索引的结构，所以认为所有值都不应该被锁

*  如图所示，此时索引 b 上的锁：

![索引 b 锁范围.png][b _.png]

*  图中绿色部分即为被锁范围；索引会根据 b 和 id 的值进行排序，插入不同的值，锁的范围是不一样的；分别插入 (b=4,id=2) 和(b=4,id=4)，插入的位置如图所示：

![(2,4)&(4,4)索引 b 锁范围.png][2_4_4_4_ b _.png]

*  因为索引是有序的，此时，由于记录(b=4,id=3)的存在，(b=4,id=2)不在锁的范围内，可以插入，但(b=4,id=4)在锁的范围内，所以插入时需要等待锁释放，被 blocked
 *  对于其他(id,b)的值(2,8),(4,8),(8,4),(8,8)也是同样的道理；因此，得出以下结论：
    
     *  id <= 2 时，b 索引锁范围为 (4,8\]
     *  2 < id < 8 时，b 索引锁范围为 \[4,8\]
     *  a >= 8 时，b 索引锁范围为 \[4,8)

![(2,8),(4,8),(8,4),(8,8)索引 b 锁范围.png][2_8_4_8_8_4_8_8_ b _.png]

*  但是，实践发现，当 id=0 时，被锁的范围为 \[4,8)，这和我们得到的第一个结论(4,8\]不一样；此时分析得到的示意图为：

![(0,4),(0,8)索引 b 锁范围.png][0_4_0_8_ b _.png]

*  在 session A 中尝试插入 (b=4, id=0)并查询结果：

INSERT INTO z
    VALUES (0, 4);
    
    SELECT *
    FROM z;

*  此时，发现表中并没有发现 (b=4, id=0)这条记录，但是多了 (b=4,id=10)这条；所以插入 (b=4, id=0)的时候真正插入的是 (b=4,id=10)这个值；这是因为我们在创建表的时候指定主键 id 的值 `AUTO INCREMENT`，当插入的主键值为0的时候，会被替换为 `AUTO_INCREMENT`的值，即10

![(0,4)插入后查询结果.png][0_4_.png]

*  对此，MySQL 官方文档中的解释是：在非 `NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO`模式下，给自增的列赋值为 0，都会被替换为自增序列的下一个值；当该自增列值指定 NOT NULL 时赋值 NULL，也会被替换；当插入其他值时，自增序列的值会被替换为当前列中最大值的下一个值；参考 [MySQL 8.0 Reference Manual 文档，Tutorial 的 Examples of Common Queries , 3.6.9 Using AUTO\_INCREMENT][MySQL 8.0 Reference Manual _Tutorial _ Examples of Common Queries _ 3.6.9 Using AUTO_INCREMENT]

> No value was specified for the AUTO\_INCREMENT column, so MySQL assigned sequence numbers automatically. You can also explicitly assign 0 to the column to generate sequence numbers, unless the NO\_AUTO\_VALUE\_ON\_ZERO SQL mode is enabled.
> 
> If the column is declared NOT NULL, it is also possible to assign NULL to the column to generate sequence numbers.
> 
> When you insert any other value into an AUTO\_INCREMENT column, the column is set to that value and the sequence is reset so that the next automatically generated value follows sequentially from the largest column value.

*  如果将主键修改为不自增，插入 (b=4, id=0) 会得到这条记录

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*  特别感谢 [@\_\_丁奇][Link 1] 老师的耐心解答，老师的专栏 [MySQL 实战 45讲][MySQL _ 45] 是一个非常好的专栏，内容和评论的质量都很高，想学习 MySQL 的同学可以订阅
 *  文章相关的极客专栏为 [21 | 为什么我只改一行的语句，锁这么多？][21 _]

![专栏海报][MySQL_20_E4_B8_93_E6_A0_8F_E6_B5_B7_E6_8A_A5.jpeg]

[b _.png]: /images/20220329/38ea40ddc6df439690ce38ad75b51f68.png
[2_4_4_4_ b _.png]: /images/20220329/40fd8b713c59438188c99a5bca5e57fc.png
[2_8_4_8_8_4_8_8_ b _.png]: /images/20220329/14dd3fc7315344f88b1c30d3cc65dd39.png
[0_4_0_8_ b _.png]: /images/20220329/3d21229cb68d44078b1e97ff57c5cfa4.png
[0_4_.png]: /images/20220329/a29d8052f31d4080874516f463c87683.png
[MySQL 8.0 Reference Manual _Tutorial _ Examples of Common Queries _ 3.6.9 Using AUTO_INCREMENT]: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/example-auto-increment.html
[Link 1]: https://weibo.com/tdingqi?is_all=1
[MySQL _ 45]: http://gk.link/a/101Si
[21 _]: https://time.geekbang.org/column/article/75659
[MySQL_20_E4_B8_93_E6_A0_8F_E6_B5_B7_E6_8A_A5.jpeg]: /images/20220329/c8efab56bc924b24ae35a6d4f8a0777e.png