【数据库】 InnoDB的锁机制

本文内容：

• Innodb锁机制

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数据库使用锁是为了支持更好的并发，提供数据的完整性和一致性。InnoDB是一个支持行锁的存储引擎，锁的类型有：共享锁（S）、排他锁（X）、意向共享（IS）、意向排他（IX）。为了提供更好的并发，InnoDB提供了非锁定读：不需要等待访问行上的锁释放，读取行的一个快照。该方法是通过InnoDB的一个特性：MVCC来实现的。

Innodb 的行锁是在有索引的情况下

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锁算法

InnoDB有三种行锁的算法：

1、Record Lock：单个行记录上的锁。

2、Gap Lock：间隙锁，锁定一个范围，但不包括记录本身。GAP锁的目的，是为了防止同一事务的两次当前读，出现幻读的情况。

3、Next-Key Lock：1+2，锁定一个范围，并且锁定记录本身 对于行的查询，都是采用该方法，主要目的是解决幻读的问题。

Record Lock 总是会去锁住索引记录，如果InnoDB存储引擎表在建立的时候没有设置索引，那么这时会使用隐式的主键来进行锁定。

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测试一：默认RR隔离级别

root@localhost : test 10:56:10>create table t(a int,key idx_a(a))engine =innodb;Query OK, 0 rows affected (0.20 sec)root@localhost : test 10:56:13>insert into t values(1),(3),(5),(8),(11);Query OK, 5 rows affected (0.00 sec)Records: 5  Duplicates: 0  Warnings: 0root@localhost : test 10:56:15>select * from t;+------+| a    |+------+|    1 ||    3 ||    5 ||    8 ||   11 |+------+rows in set (0.00 sec)section A:root@localhost : test 10:56:27>start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 10:56:29>select * from t where a = 8 for update;+------+| a    |+------+|    8 |+------+row in set (0.00 sec)section B:root@localhost : test 10:54:50>begin;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 10:56:51>select * from t;+------+| a    |+------+|    1 ||    3 ||    5 ||    8 ||   11 |+------+rows in set (0.00 sec)root@localhost : test 10:56:54>insert into t values(2);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)root@localhost : test 10:57:01>insert into t values(4);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)++++++++++root@localhost : test 10:57:04>insert into t values(5);root@localhost : test 10:57:11>insert into t values(7);root@localhost : test 10:57:15>insert into t values(9);root@localhost : test 10:57:33>insert into t values(10);++++++++++上面全被锁住，阻塞住了root@localhost : test 10:57:39>insert into t values(11);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

分析：

因为InnoDB对于行的查询都是采用了Next-Key Lock的算法，锁定的不是单个值，而是一个范围（GAP）。上面索引值有1，3，5，8，11，其记录的GAP的区间如下：是一个左开右闭的空间（原因是默认主键的有序自增的特性，结合后面的例子说明）

（-∞,1]，(1,3]，(3,5]，(5,8]，(8,11]，(11,+∞）

该SQL语句锁定的范围是（5,8]，下个键值范围是（8,11]，所以插入5~11之间的值的时候都会被锁定，要求等待。即：插入5，6，7，8，9，10 会被锁住。插入非这个范围内的值都正常。

因为例子里没有主键，所以要用隐藏的ROWID来代替，数据根据Rowid进行排序。而Rowid是有一定顺序的（自增），所以其中11可以被写入，5不能被写入

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测试一：默认RR隔离级别（有主键的情况，但操作并没有使用主键索引，仍使用Next-Key Lock）（可与最后一个测试对比）

会话1：01:43:07>create table t(id int,name varchar(10),key idx_id(id),primary key(name))engine =innodb;Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)01:43:11>insert into t values(1,'a'),(3,'c'),(5,'e'),(8,'g'),(11,'j');                                                                               Query OK, 5 rows affected (0.01 sec)Records: 5  Duplicates: 0  Warnings: 001:44:03>select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;                                                                                                 +-----------------------+-----------------+| @@global.tx_isolation | @@tx_isolation  |+-----------------------+-----------------+| REPEATABLE-READ       | REPEATABLE-READ |+-----------------------+-----------------+row in set (0.01 sec)01:44:58>select * from t;+------+------+| id   | name |+------+------+|    1 | a    ||    3 | c    ||    5 | e    ||    8 | g    ||   11 | j    |+------+------+rows in set (0.00 sec)01:45:07>start transaction;              01:45:09>delete from t where id=8;Query OK, 1 row affected (0.01 sec)会话2：01:50:38>select @@global.tx_isolation, @@tx_isolation;+-----------------------+-----------------+| @@global.tx_isolation | @@tx_isolation  |+-----------------------+-----------------+| REPEATABLE-READ       | REPEATABLE-READ |+-----------------------+-----------------+row in set (0.01 sec)01:50:48>start transaction; 01:50:51>select * from t;+------+------+| id   | name |+------+------+|    1 | a    ||    3 | c    ||    5 | e    ||    8 | g    ||   11 | j    |+------+------+rows in set (0.01 sec)01:51:35>insert into t(id,name) values(6,'f');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:53:32>insert into t(id,name) values(5,'e1');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:53:41>insert into t(id,name) values(7,'h');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:54:43>insert into t(id,name) values(8,'gg');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:55:10>insert into t(id,name) values(9,'k');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:55:23>insert into t(id,name) values(10,'p');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted01:55:33>insert into t(id,name) values(11,'iz');^CCtrl-C -- sending "KILL QUERY 9851" to server ...Ctrl-C -- query aborted.ERROR 1317 (70100): Query execution was interrupted#########上面看到 id：5，6，7，8，9，10，11都被锁了。#########下面看到 id：5，11 还是可以插入的01:54:33>insert into t(id,name) values(5,'cz');Query OK, 1 row affected (0.01 sec)01:55:59>insert into t(id,name) values(11,'ja');Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

分析：因为会话1已经对id=8的记录加了一个X锁，由于是RR隔离级别，INNODB要防止幻读需要加GAP锁：即id=5（8的左边），id=11（8的右边）之间需要加间隙锁（GAP）。这样[5,e]和[8,g]，[8,g]和[11,j]之间的数据都要被锁。上面测试已经验证了这一点，根据索引的有序性，数据按照主键（name）排序，后面写入的[5,cz]（[5,e]的左边）和[11,ja]（[11,j]的右边）不属于上面的范围从而可以写入。

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继续：插入超时失败后，会怎么样？

超时时间的参数：innodb_lock_wait_timeout ，默认是50秒。
超时是否回滚参数：innodb_rollback_on_timeout 默认是OFF。

section A:root@localhost : test 04:48:51>start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 04:48:53>select * from t where a = 8 for update;+------+| a    |+------+|    8 |+------+row in set (0.01 sec)section B:root@localhost : test 04:49:04>start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 04:49:07>insert into t values(12);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)root@localhost : test 04:49:13>insert into t values(10);ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transactionroot@localhost : test 04:50:06>select * from t;+------+| a    |+------+|    1 ||    3 ||    5 ||    8 ||   11 ||   12 |+------+rows in set (0.00 sec)

经过测试，不会回滚超时引发的异常，当参数innodb_rollback_on_timeout 设置成ON时，则可以回滚，会把插进去的12回滚掉。

默认情况下，InnoDB存储引擎不会回滚超时引发的异常，除死锁外。

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测试二：当查询的索引有唯一属性

root@localhost : test 04:58:49>create table t(a int primary key)engine =innodb;Query OK, 0 rows affected (0.19 sec)root@localhost : test 04:59:02>insert into t values(1),(3),(5),(8),(11);Query OK, 5 rows affected (0.00 sec)Records: 5  Duplicates: 0  Warnings: 0root@localhost : test 04:59:10>select * from t;+----+| a  |+----+|  1 ||  3 ||  5 ||  8 || 11 |+----+rows in set (0.00 sec)section A:root@localhost : test 04:59:30>start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 04:59:33>select * from t where a = 8 for update;+---+| a |+---+| 8 |+---+row in set (0.00 sec)section B:root@localhost : test 04:58:41>start transaction;Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)root@localhost : test 04:59:45>insert into t values(6);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)root@localhost : test 05:00:05>insert into t values(7);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)root@localhost : test 05:00:08>insert into t values(9);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)root@localhost : test 05:00:10>insert into t values(10);Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

问题：

为什么section B上面的插入语句可以正常，和测试一不一样？

分析：

因为InnoDB对于行的查询都是采用了Next-Key Lock的算法，锁定的不是单个值，而是一个范围，按照这个方法是会和第一次测试结果一样。但是，当查询的索引含有唯一属性的时候，Next-Key Lock 会进行优化，将其降级为Record Lock，即仅锁住索引本身，不是范围。（亲测，使用了组合索引，其中包含主键索引，也会降级）

注意：通过主键或者唯一索引来锁定不存在的值，也会产生GAP锁定。

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关闭gap lock

1：把事务隔离级别改成：Read Committed
2：修改参数：innodb_locks_unsafe_for_binlog 设置为1。