行级锁
因为行级锁加锁规则比较复杂,不同的场景,加锁的形式还不同.
对记录加锁时,加锁的基本单位是 next-key lock,它是由记录锁和间隙锁组合而成的,next-key lock 是前开后闭区间,而间隙锁是前开后开区间。
但是,next-key lock 在一些场景下会退化成记录锁或间隙锁。
唯一索引等值查询
当我们用唯一索引进行等值查询的时候,查询的记录存不存在,加锁的规则也会不同:
- 当查询的记录是存在的,在用「唯一索引进行等值查询」时,next-key lock 会退化成「记录锁」。
- 当查询的记录是不存在的,在用「唯一索引进行等值查询」时,next-key lock 会退化成「间隙锁」。
唯一索引范围查询
范围查询和等值查询的加锁规则是不同的。
查询的条件为id>=19, 此时我们可以根据数据库表中现有的数据,将数据分为三个部
分:
[19]
(19,25]
(25,+∞]
所以数据库数据在加锁是,就是将19加了记录锁锁,25的临键锁(包含25及25之前的间隙),正无穷的临
键锁(正无穷及之前的间隙)。
非唯一索引等值查询
当我们用非唯一索引进行等值查询的时候,查询的记录存不存在,加锁的规则也会不同:
- 当查询的记录存在时,除了会加 next-key lock 外,还额外加间隙锁,也就是会加两把锁。
该间隙锁的规则是向下遍历到第一个不符合条件的值才能停止,即相当于锁定记录本身,以及两侧间隙
- 当查询的记录不存在时,只会加 next-key lock,然后会退化为间隙锁,也就是只会加一把锁。
非唯一索引范围查询
非唯一索引和主键索引的范围查询的加锁也有所不同
- 唯一索引在满足一些条件的时候,next-key lock 退化为间隙锁和记录锁。
- 非唯一索引范围查询,next-key lock 不会退化为间隙锁和记录锁。
update 没加索引会锁全表?
在 update 语句的 where 条件没有使用索引,就会全表扫描,于是就会对所有记录加上 next-key 锁(记录锁 + 间隙锁),相当于把整个表锁住了。
那 update 语句的 where 带上索引就能避免全表记录加锁了吗?
并不是。
关键还得看这条语句在执行过程种,优化器最终选择的是索引扫描,还是全表扫描,如果走了全表扫描,就会对全表的记录加锁了。
又该如何避免这种事故的发生?
update 语句必须满足如下条件之一才能执行成功:
- 使用 where,并且 where 条件中必须有索引列;
- 使用 limit;
- 同时使用 where 和 limit,此时 where 条件中可以没有索引列;
delete 语句必须满足以下条件能执行成功:
- 同时使用 where 和 limit,此时 where 条件中可以没有索引列;
如果 where 条件带上了索引列,但是优化器最终扫描选择的是全表,而不是索引的话,我们可以使用 force index([index_name]) 可以告诉优化器使用哪个索引,以此避免有几率锁全表带来的隐患。
死锁的发生
本次案例使用存储引擎 Innodb,隔离级别为可重复读(RR)。
接下来,我用实战的方式来带大家看看死锁是怎么发生的。
我建了一张订单表,其中 id 字段为主键索引,order_no 字段普通索引,也就是非唯一索引:
假设这时有两事务,一个事务要插入订单 1007 ,另外一个事务要插入订单 1008,因为需要对订单做幂等性校验,所以两个事务先要查询该订单是否存在,不存在才插入记录,过程如下:
事务 A 在执行下面这条语句的时候:
select id from t_order where order_no = 1007 for update;
因此,此时事务 A 在二级索引(INDEX_NAME : index_order)上加的是 X 型的 next-key 锁,锁范围是(1006, +∞] 。
next-key 锁的范围 (1006, +∞],是怎么确定的?
根据我的经验,如果 LOCK_MODE 是 next-key 锁或者间隙锁,那么 LOCK_DATA 就表示锁的范围最右值,此次的事务 A 的 LOCK_DATA 是 supremum pseudo-record,表示的是 +∞。然后锁范围的最左值是 t_order 表中最后一个记录的 index_order 的值,也就是 1006。因此,next-key 锁的范围 (1006, +∞]。
当事务 B 往事务 A next-key 锁的范围 (1006, +∞] 里插入 id = 1008 的记录就会被锁住:
Insert into t_order (order_no, create_date) values (1008, now());
因为当我们执行以下插入语句时,会在插入间隙上获取插入意向锁,而插入意向锁与间隙锁是冲突的,所以当其它事务持有该间隙的间隙锁时,需要等待其它事务释放间隙锁之后,才能获取到插入意向锁。而间隙锁与间隙锁之间是兼容的,所以所以两个事务中 select ... for update 语句并不会相互影响。
案例中的事务 A 和事务 B 在执行完后 select ... for update 语句后都持有范围为(1006,+∞]的next-key 锁,而接下来的插入操作为了获取到插入意向锁,都在等待对方事务的间隙锁释放,于是就造成了循环等待,导致死锁。
为什么间隙锁与间隙锁之间是兼容的?
间隙锁的意义只在于阻止区间被插入,因此是可以共存的。一个事务获取的间隙锁不会阻止另一个事务获取同一个间隙范围的间隙锁,共享和排他的间隙锁是没有区别的,他们相互不冲突,且功能相同,即两个事务可以同时持有包含共同间隙的间隙锁。
这里的共同间隙包括两种场景:
- 其一是两个间隙锁的间隙区间完全一样;
- 其二是一个间隙锁包含的间隙区间是另一个间隙锁包含间隙区间的子集。
但是有一点要注意,next-key lock 是包含间隙锁+记录锁的,如果一个事务获取了 X 型的 next-key lock,那么另外一个事务在获取相同范围的 X 型的 next-key lock 时,是会被阻塞的。
比如,一个事务持有了范围为 (1, 10] 的 X 型的 next-key lock,那么另外一个事务在获取相同范围的 X 型的 next-key lock 时,就会被阻塞。
虽然相同范围的间隙锁是多个事务相互兼容的,但对于记录锁,我们是要考虑 X 型与 S 型关系。X 型的记录锁与 X 型的记录锁是冲突的,比如一个事务执行了 select ... where id = 1 for update,后一个事务在执行这条语句的时候,就会被阻塞的。
如何避免死锁?
死锁的四个必要条件:互斥、占有且等待、不可强占用、循环等待。只要系统发生死锁,这些条件必然成立,但是只要破坏任意一个条件就死锁就不会成立。
在数据库层面,有两种策略通过「打破循环等待条件」来解除死锁状态:
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设置事务等待锁的超时时间。当一个事务的等待时间超过该值后,就对这个事务进行回滚,于是锁就释放了,另一个事务就可以继续执行了。在 InnoDB 中,参数
innodb_lock_wait_timeout是用来设置超时时间的,默认值时 50 秒。当发生超时后,就出现下面这个提示:
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开启主动死锁检测。主动死锁检测在发现死锁后,主动回滚死锁链条中的某一个事务,让其他事务得以继续执行。将参数
innodb_deadlock_detect设置为 on,表示开启这个逻辑,默认就开启。