MySQL悲观锁（排他锁）级别

因为加锁是跟数据库的隔离级别息息相关的。而常用的数据库隔离级别也就RC(读已提交)和RR(可重复读)，所以本文分别根据RC(读已提交)和RR(可重复读)隔离级别展开讲述。

一、环境准备

设置数据库隔隔离级别

mysql> set global transaction isolation level READ COMMITTED;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select @@transaction_isolation;
+-------------------------+
| @@transaction_isolation |
+-------------------------+
| READ-COMMITTED          |
+-------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

自动提交关闭

mysql> set @@autocommit=0;  //设置自动提交关闭
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)mysql> select @@autocommit;
+--------------+
| @@autocommit |
+--------------+
|            0 |
+--------------+
1 row in set (0.00 sec)

建表语句

CREATE TABLE `user`
(`id`        int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,`user_no`   varchar(16)  DEFAULT NULL COMMENT '用户编号',`user_name` varchar(16)  DEFAULT NULL COMMENT '用户名',`age`       int(3)       DEFAULT NULL COMMENT '年龄',`address`   varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT '地址',PRIMARY KEY (`id`),UNIQUE KEY `un_idx_user_no` (`user_no`),KEY `idx_user_name` (`user_name`)
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 2 DEFAULT CHARSET = utf8;

初始化数据(接下来的实验证明，都是基于这几条初始数据)

insert into user values(null,'0001','user01',18,'北京');
insert into user values(null,'0002','user02',19,'上海');
insert into user values(null,'0003','user03',20,'广州');
insert into user values(null,'0004','user04',21,'深圳');
insert into user values(null,'0005','user05',22,'杭州');

Mysql版本

mysql> select @@version;
+-----------+
| @@version |
+-----------+
| 5.7.22    |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)+-----------+
| @@version |
+-----------+
| 8.0.31    |
+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

数据锁信息：

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS; -- 5.7.x版本
SELECT * FROM performance_schema.data_locks; -- 8.0.x版本

锁分类：行级锁分类

二、RR_5.7.x

2.1 主键

操作：使用主键ID作为条件查询，然后新开启一个事务去更新数据。

分析思路：

1. 如果更新数据被阻塞，则说明加锁成功；
2. 如果更新其他数据成功，则说明是行锁，如果更新其他数据失败则说明是表锁。
3. 部分场景会测试插入操作；后续所有操作基本雷同。

执行悲观锁查询：

select * from user where id = 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

在此场景下，来看一下数据库加的什么锁。

当第二条语句被阻塞时，执行查看锁信息语句：

SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.INNODB_LOCKS;

注意，必须是正在执行第二条语句，且第二条语句处于阻塞状态下，上述语句才能查询到数据。

查询结果如下：

第二条记录为for update锁表语句，第一条记录为单纯的update语句。可以看出，此场景下，lock_mode为X，lock_type为RECORD，lock_data为1。

• lock_mode为X（排他锁）：即写锁，允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。
• lock_type为RECORD，说明是行级锁，
• lock_data表示锁定了1条记录。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为主键时，select for update为行级锁。

当我们执行完一个场景之后，我们需要执行commit命令将当前事物提交。

2.2 唯一索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_no = '0001' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息，同 场景一的主键一致。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为唯一索引时，select for update为行级锁。

2.3 普通索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_name = 'user01' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

此时，锁类型不仅仅是X排他锁，同时还添加了GAP（间隙锁），也就是说针对数据添加了排他间隙锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

此时再进行一笔插入操作：

insert into user values(null,'0006','user05',23,'重庆');

执行成功。

由于存在了间隙锁，再执行一笔user_name与查询条件相同的插入操作：

insert into user values(null,'0008','user01',24,'成都');

执行阻塞，说明此时有排他间隙锁的存在。

结论：当查询条件为普通索引时，select for update为行级锁，同时会有排他间隙锁存在，当插入数据满足锁语句查询条件（相等、范围等）时，会发生阻塞。

2.4 无索引

执行悲观锁操作：

select * from user where address = '北京' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行被阻塞。

此时查询锁表信息展示如下：

这里比较奇怪是lock_type，很明显，上述锁操作已经锁住了整张表，但lock_type依旧为RECORD。出处暂时有些费解。

结论：当查询条件无索引时，select for update为表级锁。

2.5 索引-范围查询

执行悲观锁操作：

select * from user where id > 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

执行成功，说明并没有锁定id为1的记录。

执行插入操作：

insert into user values(null,'0007','user07',24,'武汉');

插入操作被阻塞。这是因为插入的数据生成的id满足大于1的条件，会被阻塞。

所信息如下：

此时，lock_type虽然是RECORD，但是lock_data显示supremum pseudo-record ，这就是InnoDB为了解决幻读问题的临键锁(Next-key Lock)，这里间隙锁和临键锁可以看做是一样的。

需要注意的是：supremum pseudo-record有可能是间隙锁，需要结合死锁日志里的heap no判断。heap no 1是间隙锁。

结论：当查询条件有索引且查询条件为范围时，select for update会采用间隙锁或临键锁，对指定范围内的数据进行加锁。当然，当查询条件无索引时，与 场景RR-无索引一致，为表锁。

三、RC_5.7.x

3.1 主键

执行悲观锁查询：

select * from user where id = 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

锁信息与RR事务相同。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为主键时，select for update为行级锁。

3.2 唯一索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_no = '0001' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息，与RR一致。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为唯一索引时，select for update为行级锁。

3.3 普通索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_name = 'user01' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息如下：

再把RR 场景下的锁信息贴出来：

可以看出，RC事务隔离级别时比RR事务隔离级别时少了一个GAP（间隙锁）。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

此时再进行一笔插入操作：

insert into user values(null,'0009','user01',24,'郑州');

执行成功。

再验证下间隙锁是否真的不存在，执行一笔user_name与查询条件相同的插入操作：

insert into user values(null,'0008','user01',24,'成都');

执行成功，说明此时间隙锁的不存在了。

结论：当查询条件为普通索引时，select for update为行级锁，无间隙锁。

3.4 无索引

执行悲观锁操作：

select * from user where address = '北京' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

锁信息如下：

显示基于主键的排他锁，这块挺出乎意料的，并没有进行表锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

再执行一笔插入操作，插入数据与查询条件address一致：

insert into user values(null,'0011','user01',24,'北京');

执行成功。

结论：当查询条件无索引时，select for update为行级锁，也就说，在RC事务隔离级别下，即便无索引，也是只锁记录，与通常的直知觉不同。

原因：会出现上述情况的原因是，本来如果锁条件上没有索引，MySQL会走聚簇（主键）索引进行全表扫描过滤，每条记录都会添加上X锁。但为了效率，MySQL会对扫描过程中不满足条件的记录进行解锁操作。

3.5 索引-范围查询

执行悲观锁操作：

select * from user where id > 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

执行成功，说明并没有锁定id为1的记录。

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

操作被阻塞。这是因为操作的数据的id满足大于1的条件，会被阻塞。

所信息如下：

结论：当查询条件有索引且查询条件为范围时，select for update对指定范围内的数据进行加锁。

四、RR_8.0.x

4.1 主键

执行悲观锁查询：

select * from user where id = 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查看数据库对应的锁：

SELECT * FROM performance_schema.data_locks;

注意，在MySQL 8中，采用了performance_schema替代了MySQL5中基于INFORMATION_SCHEMA的锁查询方式。

上述查询结果中，有两条记录。lock_type字段展示锁范围，lock_mode字段展示了锁的类型。可以看到，该SQL语句先是在表范围上加了一把IX（意向排他锁，表锁）。然后，在记录（Record）范围上添加了一把X（排他锁），一把REC_NOT_GAP（行锁），综合起来就是对这条记录添加了行级排他锁，其他事务不能够再对其添加任何锁了。

这里，既然在表的层面上添加了IX（意向排他锁），为什么不是表锁呢？这是因为意向排他锁的作用仅仅表名意向的锁，当其他事务要对全表的数据进行加锁时，那么就不需要判断每一条数据是否被加锁了。

事务在给一行记录加排他锁前，必须先取得该表的IX锁，意向排他锁之间相互兼容，可以并行，不会产生冲突。意向排他锁存在的意义是为了更高效的获取表锁，主要目的是显示事务正在锁定某行或者试图锁定某行。

继续实验，执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为主键时，select for update为行级锁。

4.2 唯一索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_no = '0001' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

此时，可以看到三把锁，一把表级别的IX锁，一把基于唯一索引的行级排他锁，一把基于主键的行级排他锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为唯一索引时，select for update为行级锁。

4.3 普通索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_name = 'user01' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

此时，可以看到四把锁，一把表级别的IX锁，一把基于普通索引的X排他锁，一把基于主键的行级排他锁，一把基于普通索引的X,GAP排他间隙锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功，说明更新操作没有影响。

既然有排他间隙锁，此时需再测试一笔插入操作：

insert into user values(null,'0006','user05',23,'重庆');

执行成功。

再执行一笔插入操作：

insert into user values(null,'0007','user01',24,'武汉');

注意这里插入的记录user_name与锁查询条件相同，发现操作被阻塞。

通过两笔插入操作可以看出，排他间隙锁会阻塞符合查询条件（user_name='user01'）的数据的插入。

结论：当查询条件为普通索引时，select for update为行级锁，同时会多一把排他间隙锁，如果插入数据满足锁语句的查询条件（等于、范围条件等），则无法插入。

4.4 无索引

执行悲观锁操作：

select * from user where address = '北京' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

此时，数据库一共加了8把锁，一把表级别的IX意向排他锁，6把基于主键的针对数据记录（总共6条）的X锁，一把针对记录的supremum pseudo-record锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行被阻塞。

结论：当查询条件无索引时，select for update为表级锁。

4.5 索引-范围查询

执行悲观锁操作：

select * from user where id > 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

执行成功，说明并没有锁定id为1的记录。

执行插入操作：

insert into user values(null,'0007','user07',24,'武汉');

插入操作被阻塞。这是因为插入的数据生成的id满足大于1的条件，会被阻塞。

查询锁信息如下：

此时，锁信息对比 场景RR-无索引，少了一条不满足条件记录（id=1）的锁，其他符合条件的数据均被锁。

结论：当查询条件有索引且查询条件为范围时，select for update会采用间隙锁或临键锁，对指定范围内的数据进行加锁。

完成了上面针对RR事务隔离级别的验证，下面将数据库事务隔离级别切换为RC。

set global transaction isolation level READ COMMITTED;

注意，此处可能需要重启数据库，如果通过命令配置无效，可通过数据库配置文件进行配置，重启。

另外，也可以通过在所有命令窗口执行session级别的设置，也可以达到效果，设置完成之后注意需要进行验证。

五、RC_8.0.x

5.1 主键

执行悲观锁查询：

select * from user where id = 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

锁信息同RR。

继续实验，执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为主键时，select for update为行级锁。

5.2 唯一索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_no = '0001' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

锁信息同RR。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件为唯一索引时，select for update为行级锁。

5.3 普通索引

执行悲观锁操作：

select * from user where user_name = 'user01' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

对照一下RR 场景下的锁信息：

可以看出RC场景下比RR场景下少了一条行级间隙锁。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功，说明更新操作没有影响。

验证一下是否有排他间隙锁，此时需再测试一笔插入操作：

insert into user values(null,'0010','user05',23,'重庆');

执行成功。

再执行一笔插入操作：

insert into user values(null,'0007','user01',24,'武汉');

注意这里插入的记录user_name与锁查询条件相同，执行成功，说明真的不存在X，GAP（排他间隙锁）。

结论：当查询条件为普通索引时，select for update为行级锁。

5.4 无索引

执行悲观锁操作：

select * from user where address = '北京' for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

此处更新操作被阻塞，说明数据锁定成功。

查询锁信息：

对照一下RR场景：

对于RR场景，RC场景下，只有一条排他行锁（X,REC_NOT_GAP）。

执行更新其他记录操作：

update user set age = age +1 where id = 2;

执行成功。

结论：当查询条件无索引时，select for update为行级锁。这里的原因与 场景3.4一致。

5.5 索引-范围查询

执行悲观锁操作：

select * from user where id > 1 for update;

执行更新操作：

update user set age = age +1 where id = 1;

执行成功，说明并没有锁定id为1的记录。

执行插入操作：

insert into user values(null,'0012','user12',24,'--');

执行成功。

查询锁信息如下：

对照RR场景下的锁信息：

此时，RC场景下，少了临键锁，排他锁也变为了行级排他锁。

结论：当查询条件有索引且查询条件为范围时，select for update会对指定范围内的数据进行加锁，只会阻塞符合条件的记录，不影响插入操作。

六、总结

完成了上面的实验之后，我们通过一个表格来总结一下所有的场景和结论。

版本	主键	唯一索引	普通索引	无索引	范围查询
5.7.x_RR	X：行锁	X，行锁	X,GAP：行锁，间隙锁，条件范围内会阻塞	表锁	指定范围加锁，insert阻塞
5.7.x_RC	X：行锁	X，行锁	X，行锁，无间隙锁；	行锁	指定范围加锁，更新、insert阻塞
8.0.x_RR	X,REC_NOT_GAP：行级排他锁	X,REC_NOT_GAP：行级排他锁	X；X,REC_NOT_GAP；X,GAP：行锁+排他间隙锁，阻塞范围内insert；	表锁，每条记录一个X锁	指定范围加锁，insert阻塞
8.0.x_RC	X,REC_NOT_GAP：行级排他锁	X,REC_NOT_GAP：行级排他锁	X,REC_NOT_GAP：行锁，无间隙锁；	X,REC_NOT_GAP：行锁	指定范围加锁，不阻塞insert

从上面表中我们可以总结出以下结论（基于RR、RC两种事务隔离级别）：

• 无论哪个版本的MySQL，查询条件为主键、唯一索引、普通索引的情况下，为行锁；
• 查询条件为普通索引时，事务隔离级别为RR时，MySQL还会添加一个间隙锁，条件内的插入、更新会被阻塞；
• 事务隔离级别为RR时，查询条件无索引，为表锁；
• 事务隔离级别为RC时，查询条件无索引，为行锁；
• 查询条件为范围时，有索引的情况下，除MySQL 8.0.x RC场景下不阻塞插入操作，其他场景均阻塞指定范围更新、插入操作；

通过上面的结论，我们可以看出，并不是简单的说“有索引就是行锁，无索引就是表锁”，因为在事务隔离级别为RC时，无索引，同样表现（被优化）为行锁。

七、拓展

7.1 唯一索引_8.0为什么两把x锁？

唯一索引的结构如下：

唯一索引和主键索引都加了锁，为什么主键索引上的记录也要加锁呢？

如果并发的一个SQL，通过唯一索引条件，来更新主键索引：update user set user_name = '007' where id = 2;此时，如果select...for update语句没有将主键索引上的记录加锁，那么并发的update就会感知不到select...for update语句的存在，违背了同一记录上的更新/删除需要串行执行的约束。