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前言

某天，突然被問到 MySQL 的 next-key lock，我瞬間的反應(yīng)就是：

這都是啥啥啥???

這一個截圖我啥也看不出來呀?

仔細(xì)一看，好像似曾相識，這不是《MySQL 45 講》里面的內(nèi)容么?

1什么是 next-key lock

A next-key lock is a combination of a record lock on the index record and a gap lock on the gap before the index record.

官網(wǎng)的解釋大概意思就是：next-key 鎖是索引記錄上的記錄鎖和索引記錄之前的間隙上的間隙鎖的組合。

先給自己來一串小問號???

1. 在主鍵、唯一索引、普通索引以及普通字段上加鎖，是鎖住了哪些索引?
2. 不同的查詢條件，分別鎖住了哪些范圍的數(shù)據(jù)?
3. for share 和 for update 等值查詢和范圍查詢的鎖范圍?
4. 當(dāng)查詢的等值不存在時，鎖范圍是什么?
5. 當(dāng)查詢條件分別是主鍵、唯一索引、普通索引時有什么區(qū)別?

既然啥都不懂，那只好從頭開始操作實踐一把了!

先看看看 《MySQL 45 講》中丁奇老師的結(jié)論：

看了這結(jié)論，應(yīng)該可以解答一大部分問題，不過有一句非常非常重點的話需要關(guān)注：MySQL 后面的版本可能會改變加鎖策略，所以這個規(guī)則只限于截止到現(xiàn)在的最新版本，即 5.x 系列<=5.7.24，8.0 系列 <=8.0.13

所以，以上的規(guī)則，對現(xiàn)在的版本并不一定適用，下面我以 MySQL 8.0.25 版本為例，進行多角度驗證 next-key lock 加鎖范圍。

2環(huán)境準(zhǔn)備

MySQL 版本：8.0.25

隔離級別：可重復(fù)讀(RR)

存儲引擎：InnoDB

mysql> select @@global.transaction_isolation,@@transaction_isolation\G 
mysql> show create table t\G 

如何使用 Docker 安裝 MySQL，可以參考另一篇文章《使用 Docker 安裝并連接 MySQL》

3主鍵索引

首先來驗證主鍵索引的 next-key lock 的范圍

此時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)如圖所示，對主鍵索引來說此時數(shù)據(jù)間隙如下：

主鍵等值查詢 —— 數(shù)據(jù)存在

mysql> begin; select * from t where id = 10 for update; 

這條 SQL，對 id = 10 進行加鎖，可以先思考一下加了什么鎖?鎖住了什么數(shù)據(jù)?

可以通過 data_locks 查看鎖信息，SQL 如下：

# mysql> select * from performance_schema.data_locks; 
mysql> select * from performance_schema.data_locks\G 

具體字段含義可以參考 官方文檔[1]

結(jié)果主要包含引擎、庫、表等信息，咱們需要重點關(guān)注以下幾個字段：

• INDEX_NAME：鎖定索引的名稱
• LOCK_TYPE：鎖的類型，對于 InnoDB，允許的值為 RECORD 行級鎖 和 TABLE 表級鎖。
• LOCK_MODE：鎖的類型：S, X, IS, IX, and gap locks
• LOCK_DATA：鎖關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，對于 InnoDB，當(dāng) LOCK_TYPE 是 RECORD(行鎖)，則顯示值。當(dāng)鎖在主鍵索引上時，則值是鎖定記錄的主鍵值。當(dāng)鎖是在輔助索引上時，則顯示輔助索引的值，并附加上主鍵值。

結(jié)果很明顯，這里是對表添加了一個 IX 鎖 并對主鍵索引 id = 10 的記錄，添加了一個 X,REC_NOT_GAP 鎖，表示只鎖定了記錄。

同樣 for share 是對表添加了一個 IS 鎖并對主鍵索引 id = 10 的記錄，添加了一個 S 鎖。

可以得出結(jié)論：

對主鍵等值加鎖，且值存在時，會對表添加意向鎖，同時會對主鍵索引添加行鎖。

主鍵等值查詢 —— 數(shù)據(jù)不存在

mysql> select * from t where id = 11 for update; 

如果是數(shù)據(jù)不存在的時候，會加什么鎖呢?鎖的范圍又是什么?

在驗證之前，分析一下數(shù)據(jù)的間隙。

1. id = 11 是肯定不存在的。但是加了 for update，這時需要加 next-key lock，id = 11 所屬區(qū)間為 (10,15] 的前開后閉區(qū)間;
2. 因為是等值查詢，不需要鎖 id = 15 那條記錄，next-key lock 會退化為間隙鎖;
3. 最終區(qū)間為 (10,15) 的前開后開區(qū)間。
4. 使用 data_locks 分析一下鎖信息：

看下鎖的信息 X,GAP 表示加了間隙鎖，其中 LOCK_DATA = 15，表示鎖的是 主鍵索引 id = 15 之前的間隙。

此時在另一個 Session 執(zhí)行 SQL，答案顯而易見，是 id = 12 不可以插入，而 id = 15 是可以更新的。

可以得出結(jié)論，在數(shù)據(jù)不存在時，主鍵等值查詢，會鎖住該主鍵查詢條件所在的間隙。

主鍵范圍查詢(重點)

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

根據(jù) 《MySQL 45 講》分析得出下面結(jié)果：

1. id >= 10 定位到 10 所在的區(qū)間 (10,+∞);
2. 因為是 >= 存在等值判斷，所以需要包含 10 這個值，變?yōu)?[10,+∞) 前閉后閉區(qū)間;
3. id < 11 限定后續(xù)范圍，則根據(jù) 11 判斷下一個區(qū)間為 15 的前開后閉區(qū)間;
4. 結(jié)合起來則是 [10,15]。(不完全正確)

先看下 data_locks

可以看到除了表鎖之外，還有 id = 10 的行鎖(X,REC_NOT_GAP)以及主鍵索引 id = 15 之前的間隙鎖(X,GAP)。

所以實際上 id = 15 是可以進行更新的。也就是說前開后閉區(qū)間出現(xiàn)了問題，個人認(rèn)為應(yīng)該是 id < 11 這個條件判斷，導(dǎo)致不需要進行了鎖 15 這個行鎖。

結(jié)果驗證也是正確的，id = 12 插入阻塞，id = 15 更新成功。

當(dāng)范圍的右側(cè)是包含等值查詢呢?

mysql> begin; select * from t where id > 10 and id <= 15 for update; 

來分析一下這個 SQL：

1. id > 10 定位到 10 所在的區(qū)間 (10,+∞);
2. id <= 15 定位是 (-∞, 15];
3. 結(jié)合起來則是 (10,15]。

同樣先看一下 data_locks

可以看出只添加了一個主鍵索引 id = 15 的 X 鎖。

驗證下 id = 15 是否可以更新?再驗證 id = 16 是否可以插入?

事實證明是沒有問題的!

當(dāng)然，這里有小伙伴會說，在 《MySQL 45 講》 里面說這里有一個 bug，會鎖住下一個 next-key。

《MySQL 45 講》 第 21 講

事實證明，這個 bug 已經(jīng)被修復(fù)了。修復(fù)版本為 MySQL 8.0.18。但是并沒有完全修復(fù)!!!

參考鏈接地址：

https://dev.mysql.com/doc/relnotes/mysql/8.0/en/news-8-0-18.html#mysqld-8-0-18-bug

搜索關(guān)鍵字：Bug #29508068)

咱們可以分別用 8.0.17 進行復(fù)現(xiàn)一下：

MySQL 8.0.17

在 8.0.17 中 id <= 15 會將 id = 20 這條數(shù)據(jù)也鎖著，而在 8.0.25 版本中則不會。所以這個 bug 是被修復(fù)了的。

再來看下是前開后閉還是前開后開的問題，嚴(yán)謹(jǐn)一下，使用 8.0.17 和 8.0.18 做比較。

MySQL 8.0.17

MySQL 8.0.18

現(xiàn)在我估計大概率是在 8.0.18 版本修復(fù) Bug #29508068 的時候，把這個前開后閉給優(yōu)化成了前開后開了。

對比 data_locks 數(shù)據(jù)：

注意紅色下劃線部分，在 8.0.17 版本中 id < 17 時 LOCK_MODE 是 X，而在 8.0.25 版本中則是 X,GAP。

4總結(jié)

本文主要通過實際操作，對主鍵加鎖時的 next-key lock 范圍進行了驗證，并查閱資料，對比版本得出不同的結(jié)論。

結(jié)論一：

1. 加鎖時，會先給表添加意向鎖，IX 或 IS;
2. 加鎖是如果是多個范圍，是分開加了多個鎖，每個范圍都有鎖;(這個可以實踐下 id < 20 的情況)
3. 主鍵等值查詢，數(shù)據(jù)存在時，會對該主鍵索引的值加行鎖 X,REC_NOT_GAP;
4. 主鍵等值查詢，數(shù)據(jù)不存在時，會對查詢條件主鍵值所在的間隙添加間隙鎖 X,GAP;
5. 主鍵等值查詢，范圍查詢時情況則比較復(fù)雜：

• 8.0.17 版本是前開后閉，而 8.0.18 版本及以后，進行了優(yōu)化，主鍵時判斷不等，不會鎖住后閉的區(qū)間。
• 臨界 <= 查詢時，8.0.17 會鎖住下一個 next-key 的前開后閉區(qū)間，而 8.0.18 及以后版本，修復(fù)了這個 bug。

優(yōu)化后，導(dǎo)致后開，這個不知道是因為優(yōu)化后，主鍵的區(qū)間會直接后開，還是因為是個 bug。具體小伙伴可以嘗試一下。

結(jié)論二

通過使用 select * from performance_schema.data_locks; 和操作時間，可以看出 LOCK_MODE 和 LOCK_DATE 的關(guān)系：

1. LOCK_MODE = X 是前開后閉區(qū)間;
2. X,GAP 是前開后開區(qū)間(間隙鎖);
3. X,REC_NOT_GAP 行鎖。

基本已經(jīng)摸清主鍵的 next-key lock 范圍，注意版本使用的是 8.0.25。

疑問

1. 那唯一索引的 next-key lock 范圍是什么?
2. 當(dāng)索引覆蓋時鎖的范圍和加鎖的索引分別是什么?
3. 我為什么說這個 bug 沒有完全修復(fù)，也是在非主鍵唯一索引中復(fù)現(xiàn)了這個 bug。

文章篇幅有限，小伙伴可以先自己思考一下，盡量自己操作試一試，實踐出真知。至于具體答案，那就需要下一篇文章進行驗證并總結(jié)結(jié)論了。

引用鏈接：

[1]The data_locks Table: https://dev.mysql.com/doc/mysql-perfschema-excerpt/8.0/en/performance-schema-data-locks-table.html

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