行锁、表锁、间隙锁

行锁、表锁、间隙锁

InnoDB 行锁锁索引

精确打击的高并发锁

作用：只锁定被修改的索引记录，允许多个事务同时修改同一张表的不同行，大幅提升并发能力。

实现原理（关键）：

行锁并非直接锁“物理行”，而是加在索引记录上的记录锁（Record Lock）。其工作机制是：

1. InnoDB 通过聚簇索引找到要修改的叶子节点记录。

2. 在该记录的索引项上添加 X锁（排他锁） 或 S锁（共享锁）。

3. 若无可用索引，MySQL 会进行全表扫描，导致行锁升级为表锁，即锁定所有记录。

验证方法：执行 SELECT * FROM performance_schema.data_locks; 可看到具体锁住了哪个索引页的哪条记录。

表锁：全表锁定

最粗粒度的强制排他

作用：确保在修改表结构（DDL）、全表备份或执行 LOCK TABLES 时，没有其他事务在进行读写，避免数据不一致。

实现原理：

• 元数据锁（MDL）：InnoDB 中最常见的“表级锁”。当你执行 ALTER TABLE、DROP TABLE 或 SELECT ... FOR UPDATE 时，MySQL 会自动加 MDL 读锁或写锁。MDL 锁不依赖存储引擎，在 Server 层管理。
• 显式表锁：通过 LOCK TABLES table_name WRITE; 直接锁定整张表，释放前其他会话无法读写。

特点：并发度极低，生产中应避免长事务持有 MDL 锁导致业务阻塞。

间隙锁（gap lock）防止幻读

消灭“幻读”的隐形墙

作用：在 可重复读（RR） 隔离级别下，阻止其他事务在某个范围内插入新记录，从而防止两次读取结果集不一致的幻读现象。

实现原理：

间隙锁是一种纯粹的“阻塞插入”锁，它锁定的是索引记录之间的空隙，而非记录本身。多个事务可以在同一间隙上持有冲突的间隙锁，因为它们的目标都是阻止插入，而不是修改现有数据。

经典案例：表 t 的 id 列有索引，现有数据为 5, 10, 15。

• 事务 A 执行 SELECT * FROM t WHERE id > 8 AND id < 12 FOR UPDATE;
• 此时 InnoDB 会在 id 值 5-10 和 10-15 的间隙上加间隙锁。
• 事务 B 尝试 INSERT INTO t VALUES (11); —— 被阻塞，因为 11 落在锁定间隙内。

> 注意：间隙锁仅在 可重复读（RR） 隔离级别下生效，读已提交（RC） 级别下无间隙锁，因此 RC 级别无法完全避免幻读。

临键锁（next-key lock）

在实际的 InnoDB 锁结构中，往往是 记录锁 + 间隙锁 的组合，称为 Next-Key Lock。它是 InnoDB 在 RR 级别下防止幻读的默认行锁算法。

• 锁定区间：左开右闭（例如锁定 (5, 10]，即 5 到 10 的间隙加上 10 这条记录）。
• 退化机制：
• 若查询条件是等值且命中唯一索引，退化为 记录锁。
• 若查询条件未命中记录，退化为 间隙锁。

什么 SQL 会触发间隙锁

以下情况会在 RR 级别下触发间隙锁（Gap Lock / Next-Key Lock）：

1. 等值查询但未命中记录

-- 表中 id 有 10, 20, 30
-- 等值查询未命中，加间隙锁 (10, 20)
SELECT * FROM t WHERE id = 15 FOR UPDATE;

2. 范围查询

-- 范围查询，锁定范围内的间隙 + 记录
SELECT * FROM t WHERE id > 10 AND id < 30 FOR UPDATE;
-- 锁定区间：(10, 20] + (20, 30]（假设中间有 20）

3. 唯一索引等值查询但未命中

-- unique_key 上有 10, 30，查 20 未命中
-- 加间隙锁 (10, 30)
SELECT * FROM t WHERE unique_key = 20 FOR UPDATE;

4. 唯一索引范围查询

-- 即使是唯一索引，范围查询也会加间隙锁
SELECT * FROM t WHERE unique_key > 10 AND unique_key < 30 FOR UPDATE;

5. 半开区间查询

-- id 有 10, 20, 30
-- 范围查询 id > 10，锁定 (10, 20] + (20, 30] + (30, +∞)
SELECT * FROM t WHERE id > 10 FOR UPDATE;
-- 注意：最后一个区间会锁到正无穷，其他事务无法插入 > 30 的数据

不会触发间隙锁的情况：

• 等值查询命中唯一索引 -> 退化为记录锁
• RC 隔离级别下 -> 没有间隙锁
• 普通 SELECT（快照读）-> 不加任何锁

间隙锁冲突规则：

| 锁类型 | 记录锁 | 间隙锁 | 插入意向锁 |

|--------|--------|--------|-----------|

| 记录锁（X） | 冲突 | 不冲突 | 冲突 |

| 间隙锁 | 不冲突 | 不冲突 | 冲突 |

| 插入意向锁 | 冲突 | 冲突 | 不冲突 |

> 间隙锁之间不冲突（因为都是阻止插入，不是修改现有数据），但间隙锁与插入意向锁冲突。

行锁：锁定一条精确的、已存在的索引记录。

间隙锁：查询范围落在索引记录之间的空隙，且不包含任何已存在的记录。间隙锁是纯粹的”防插入墙”，不影响已存在记录的修改。

临键锁：在 RR 隔离级别下，任何范围查询且命中记录的操作，几乎都会触发临键锁。它是 InnoDB 的默认行锁形态，锁定区间为左开右闭。