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Next-Key锁

Next-Key锁是行锁和GAP(间隙锁)的合并,行锁上文已经介绍了,接下来说下GAP间隙锁。

行锁可以防止不同事务版本的数据修改提交时造成数据冲突的情况。但如何避免别的事务插入数据就成了问题。我们可以看看RR级别和RC级别的对比

RC级别:

事务A 事务B
begin; begin;

select id,class_name,teacher_id from class_teacher where teacher_id=30;

update class_teacher set class_name='初三四班' where teacher_id=30;

insert into class_teacher values (null,'初三二班',30);

commit;

select id,class_name,teacher_id from class_teacher where teacher_id=30;

RR级别:

事务A 事务B
begin; begin;

select id,class_name,teacher_id from class_teacher where teacher_id=30;

update class_teacher set class_name='初三四班' where teacher_id=30;

insert into class_teacher values (null,'初三二班',30);

waiting....

select id,class_name,teacher_id from class_teacher where teacher_id=30;

commit; 事务Acommit后,事务B的insert执行。

通过对比我们可以发现,在RC级别中,事务A修改了所有teacher_id=30的数据,但是当事务Binsert进新数据后,事务A发现莫名其妙多了一行teacher_id=30的数据,而且没有被之前的update语句所修改,这就是“当前读”的幻读。

RR级别中,事务A在update后加锁,事务B无法插入新数据,这样事务A在update前后读的数据保持一致,避免了幻读。这个锁,就是Gap锁。

MySQL是这么实现的:

在class_teacher这张表中,teacher_id是个索引,那么它就会维护一套B+树的数据关系,为了简化,我们用链表结构来表达(实际上是个树形结构,但原理相同)

如图所示,InnoDB使用的是聚集索引,teacher_id身为二级索引,就要维护一个索引字段和主键id的树状结构(这里用链表形式表现),并保持顺序排列。

Innodb将这段数据分成几个个区间

  • (negative infinity, 5],
  • (5,30],
  • (30,positive infinity);

update class_teacher set class_name=‘初三四班’ where teacher_id=30;不仅用行锁,锁住了相应的数据行;同时也在两边的区间,(5,30]和(30,positive infinity),都加入了gap锁。这样事务B就无法在这个两个区间insert进新数据。

受限于这种实现方式,Innodb很多时候会锁住不需要锁的区间。如下所示:

事务A 事务B 事务C
begin; begin; begin;

select id,class_name,teacher_id from class_teacher;

update class_teacher set class_name='初一一班' where teacher_id=20;

insert into class_teacher values (null,'初三五班',10);

waiting .....

insert into class_teacher values (null,'初三五班',40);
commit; 事务A commit之后,这条语句才插入成功 commit;
commit;

update的teacher_id=20是在(5,30]区间,即使没有修改任何数据,Innodb也会在这个区间加gap锁,而其它区间不会影响,事务C正常插入。

如果使用的是没有索引的字段,比如update class_teacher set teacher_id=7 where class_name=‘初三八班(即使没有匹配到任何数据)’,那么会给全表加入gap锁。同时,它不能像上文中行锁一样经过MySQL Server过滤自动解除不满足条件的锁,因为没有索引,则这些字段也就没有排序,也就没有区间。除非该事务提交,否则其它事务无法插入任何数据。

行锁防止别的事务修改或删除,GAP锁防止别的事务新增,行锁和GAP锁结合形成的的Next-Key锁共同解决了RR级别在写数据时的幻读问题。