有小伙伴在微信上表示面試時(shí)被問(wèn)到了 Next-Key Lock 是啥，結(jié)果一臉懵逼，那么今天我們來(lái)捋一捋 MySQL 中的記錄鎖、間隙鎖以及 Next-Key Lock。

1. Record LockRecord

Lock 也就是我們所說(shuō)的記錄鎖，記錄鎖是對(duì)索引記錄的鎖，注意，它是針對(duì)索引記錄，即它只鎖定記錄這一行數(shù)據(jù)。

例如如下一條 SQL：

select * from user where id=1 for update;

注意，id 是索引，id 如果不是索引，上面這條 SQL 所加的排他鎖就不是一個(gè) Record Lock。

我們來(lái)看如下一個(gè)例子：

首先我們將系統(tǒng)變量 innodb_status_output_locks 設(shè)置為 ON，如下：

接下來(lái)我們執(zhí)行如下 SQL，鎖定一行數(shù)據(jù)，此時(shí)會(huì)自動(dòng)為表加上 IX 鎖：

接下來(lái)我們?cè)谝粋€(gè)新的會(huì)話中執(zhí)行如下指令來(lái)查看 InnoDB 存儲(chǔ)引擎的情況：

show engine innodb status\G

輸出的信息很多，我們重點(diǎn)關(guān)注 TRANSACTIONS，如下：

可以看到：

• TABLE LOCK table test08.user trx id 3564804 lock mode IX：這句就是說(shuō)事務(wù) id 為 3564804 的事務(wù)，為 user 表添加了意向排他鎖(IX)。
• RECORD LOCKS space id 851 page no 3 n bits 80 index PRIMARY of table test08.user trx id 3564804 lock_mode X locks rec but not gap：這個(gè)就是一個(gè)鎖結(jié)構(gòu)的記錄，這里的索引是 PRIMARY，加的鎖也是正兒八經(jīng)的記錄鎖(not gap)。

看到了 LOCKS REC BUT NOT GAP，就說(shuō)明這是一個(gè)記錄鎖。

那么這個(gè) Record Lock 和我們之前所講的 S 鎖以及 X 鎖有什么區(qū)別呢?S 鎖是共享鎖，X 鎖是排他鎖，當(dāng)我們加 S 鎖或者 X 鎖的時(shí)候，如果用到了索引，鎖加在了某一條具體的記錄上，那么這個(gè)鎖也是一個(gè)記錄鎖(其實(shí)，記錄鎖，S 鎖，X 鎖，概念有一些重復(fù)的地方，但是描述的重點(diǎn)不一樣)。

或者也可以理解為記錄鎖又細(xì)分為 S 鎖和 X 鎖，它們之間的兼容性如下圖：

2. Gap Lock

Gap Lock 也叫做間隙鎖，它的存在可以解決幻讀問(wèn)題，另外需要注意，Gap Lock 也只在 REPEATABLE READ 隔離級(jí)別下有效。先來(lái)看看什么是幻讀，我們來(lái)看如下一個(gè)表格：

有兩個(gè)會(huì)話，A 和 B，先在會(huì)話 A 中開(kāi)啟事務(wù)，然后查詢 age 為 99 的用戶總數(shù)，注意使用當(dāng)前讀，因?yàn)樵谀J(rèn)的隔離級(jí)別下，默認(rèn)的快照讀并不能讀到其他事務(wù)提交的數(shù)據(jù)，至于快照讀和當(dāng)前讀的區(qū)別，大家參考：S 鎖與 X 鎖，當(dāng)前讀與快照讀!。當(dāng)會(huì)話 A 中第一次查詢過(guò)后，會(huì)話 B 中向數(shù)據(jù)庫(kù)添加了一行記錄，等到會(huì)話 A 中第二次查詢的時(shí)候，就查到了和第一次查詢不一樣的結(jié)果，這就是幻讀(注意幻讀專指數(shù)據(jù)插入引起的不一致)。

在 MySQL 默認(rèn)的隔離級(jí)別 REPEATABLE READ 下，上圖所描述的情況無(wú)法復(fù)現(xiàn)。無(wú)法復(fù)現(xiàn)的原因在于，在 MySQL 的 REPEATABLE READ 隔離級(jí)別中，它已經(jīng)幫我們解決了幻讀問(wèn)題，解決的方案就是 Gap Lock。

大家想想，之所以出現(xiàn)幻讀的問(wèn)題，是因?yàn)橛涗浿g存在縫隙，用戶可以往這些縫隙中插入數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致了幻讀問(wèn)題，如下圖：

如圖所示，id 之間有縫隙，有縫隙就有漏洞。前面我們所說(shuō)的記錄鎖只能鎖住一條具體的記錄，但是對(duì)于記錄之間的空隙卻無(wú)能無(wú)力，這就導(dǎo)致了幻讀(其他事務(wù)可往縫隙中插入數(shù)據(jù))。

現(xiàn)在 Gap Lock 間隙鎖，就是要把這些記錄之間的間隙也給鎖住，間隙鎖住了，就不用擔(dān)心幻讀問(wèn)題了，這也是 Gap Lock 存在的意義。

給一條記錄加 Gap Lock，是鎖住了這條記錄前面的空隙，例如給 id 為 1 的記錄加 Gap Lock，鎖住的范圍是 (-∞,1)，給 id 為 3 的記錄加 Gap Lock，鎖住的范圍是 (1,3)，那么 id 為 10 后面的空隙怎么鎖定呢?MySQL 提供了一個(gè) Supremum 表示當(dāng)前頁(yè)面中的最大記錄，所以最后針對(duì) Supremum 鎖住的范圍就是 (10,+∞)，這樣，所有的間隙都被覆蓋到了，由于鎖定的是間隙，所以都是開(kāi)區(qū)間。

那么我們?cè)趺礃幽芸吹?Gap Lock 呢?我給大家舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)我有如下一張表：

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `age` (`age`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

一個(gè)簡(jiǎn)單的表，id 是主鍵，age 是普通索引，表中有如下幾條記錄：

接下來(lái)我們執(zhí)行如下 SQL，鎖定一行數(shù)據(jù)，此時(shí)也會(huì)產(chǎn)生間隙鎖：

接下來(lái)我們?cè)谝粋€(gè)新的會(huì)話中執(zhí)行如下指令來(lái)查看 InnoDB 存儲(chǔ)引擎的情況：

show engine innodb status\G

輸出的信息很多，我們重點(diǎn)關(guān)注 TRANSACTIONS，如下：

紅色框選中的，就是一個(gè)間隙鎖的加鎖記錄，可以看到，在某一個(gè)記錄之前加了間隙鎖。

這就是間隙鎖。非常重要的一點(diǎn)需要大家牢記：Gap Lock 只在 REPEATABLE READ 隔離級(jí)別下有效。

3. Next-Key Lock

以下內(nèi)容都是基于 MySQL 默認(rèn)的隔離級(jí)別 REPEATABLE READ。

如果我們既想鎖定一行，又想鎖定行之間的記錄，那么就是 Next-Key Lock 了，換言之，Next-Key Lock 是 Record Lock 和 Gap Lock 的結(jié)合體。

正常來(lái)說(shuō)，我們加行鎖的基本單位就是 Next-Key Lock，即既有記錄鎖又有間隙鎖，但是有時(shí)候 Next-Key Lock 會(huì)退化，我們通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)分析一下。

首先我們來(lái)看看 Next-Key Lock 的加鎖規(guī)則：

• 鎖的范圍是左開(kāi)右閉。
• 如果是唯一非空索引的等值查詢，Next-Key Lock 會(huì)退化成 Record Lock。
• 普通索引上的等值查詢，向后遍歷時(shí)，最后一個(gè)不滿足等值條件的時(shí)候，Next-Key Lock 會(huì)退化成 Gap Lock。

我們通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)分析下。

3.1 唯一非空索引

假設(shè)我有一個(gè)學(xué)生表，學(xué)生表中有學(xué)生的姓名和成績(jī)，如下：

CREATE TABLE `student` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
  `score` double NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `score` (`score`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

id 是主鍵，score 是成績(jī)，其中 score 是唯一非空索引。

現(xiàn)在表中有如下數(shù)據(jù)：

假設(shè)我們執(zhí)行如下 SQL：

在這個(gè)例子中，由于 score 是唯一非空索引，所以 Next-Key Lock 會(huì)退化成 Record Lock，換句話說(shuō)，這行 SQL 只給 score 為 90 的記錄加鎖，不存在 Gap Lock，即我們新開(kāi)一個(gè)會(huì)話，插入一條 score 為 88 的記錄也是 OK 的。

不過(guò)這里有一個(gè)特例，如果鎖定的是一個(gè)不存在的記錄，那么也會(huì)產(chǎn)生間隙鎖，例如下面這個(gè)：

由于并不存在 score 為 91 的記錄，所以這里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)范圍為 (90,95) 的間隙鎖，我們執(zhí)行如下 SQL 可以驗(yàn)證：

可以看到，90.1、94.9 都會(huì)被阻塞(我按了 Ctrl C，所以大家看到查詢終止)。

90、95 則不符合唯一非空索引的條件。

95.1 則可以插入成功。

沒(méi)問(wèn)題。

3.2 非空索引

現(xiàn)在我們重新開(kāi)始，將 score 索引改為普通索引，如下：

CREATE TABLE `student` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
  `score` double NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `score` (`score`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=8 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;

數(shù)據(jù)還是跟前面一樣，此時(shí)我們來(lái)執(zhí)行如下 SQL：

我們來(lái)分析下。

此時(shí)要鎖定的是 id 為 90 的記錄，那么首先加間隙鎖，上一個(gè) score 為 89，所以這次加的間隙鎖范圍是 (89,90)，同時(shí)要鎖定 id 為 90 的記錄，所以進(jìn)一步優(yōu)化為 (89,90]。

同時(shí)，這里還有一條規(guī)則，就是滿足條件的上一條記錄，也需要被鎖住，所以最終的鎖范圍就是 [89,90]。

由于 score 不是唯一性索引，所以還需要繼續(xù)向后查找，找到的下一條記錄是 95，由于此時(shí) Next-Key Lock 會(huì)退化成 Gap Lock，所以鎖定的范圍是 (90,95)。綜上，最終鎖定的范圍是 [89,95)。

接下來(lái)我們可以新開(kāi)一個(gè)會(huì)話，我們分別嘗試添加如下數(shù)據(jù)看看是否能夠添加成功：

可以看到，score 為 88 是可以的，但是為 89.1 就不行。

score 為 95 也是可以的，但是為 94.9 就不行。

再試一下 89 是否可以：

說(shuō)明我們上面分析的加鎖范圍是正確的。

再來(lái)看如下一條 SQL：

跟前面的案例相比，這次多了 limit 1，limit 1 表示只要一條記錄，所以這次查找到 90 之后就不會(huì)再往后查找了，那么最終的鎖就是間隙鎖+一個(gè)記錄鎖，最終的范圍就是 [89,90]。

此時(shí)新開(kāi)一個(gè)會(huì)話，分別插入 score 為 88.9、89、90、91 的 記錄，驗(yàn)證我們上面所分析的加鎖范圍：

88.9 和 89 的插入結(jié)果跟我們預(yù)想的一致。

可以看到，這里 90 也能插入，能插入的原因是因?yàn)槿狈?90 往后的間隙鎖。

4. 小結(jié)

MySQL 中的鎖有點(diǎn)繁雜，小伙伴們可以趁著某個(gè)周末，花點(diǎn)時(shí)間捋一捋，以后面試再遇到這些問(wèn)題的時(shí)候就不頭大了。