图解gap lock

快照读的可重复读是依赖MVCC实现的，而一致性读(也称作当前读)的可重复读还需要依靠间隙锁gap lock。

环境准备

• 克隆项目https://github.com/cafewang/playground
• 确认可以从命令行访问docker
• 在mysql-test目录下的运行sh ./start_server启动mysql数据库
• 运行PrimaryKeyQueryTest和UniqueKeyQueryTest中的测试，注意jdk版本最低为11

mysql版本是8.0.41，不同版本下的锁表现可能不一致。
初始时user命名空间下有表employee，有主键id和带唯一索引的字段no，name默认为空串。
初始数据如下

id	no	name
5	105
10	110
15	115
20	120

主键等值查询

命中

查询id=10的记录，在另一个事务中更新id=10的记录，更新事务被阻塞。
在新事务中插入id=9和id=12都不受影响。

未命中

查询id=12，在新事务中插入id=11会阻塞，更新id=10和id=15不受影响，间隙锁范围为(10,15)。

可见未命中的主键查询，会在主键之间加上间隙锁，防止查询期间其他事务插入数据。

主键范围查询

单点

查询范围为[10,11)，即id >= 10 and id < 11。在新事务中

• id=9可以插入
• id=10无法更新
• id=12无法插入
• id=15可以更新

可以看到id < 11给(10, 15)加上了间隙锁，但是没给15加上行锁。
可以推断出，间隙锁会加到不满足查询条件的下一个主键，对于id < 11就是15，但是不会在下一个主键上加锁。

跨主键

查询id范围为[4, 12)，在新事务中

• id=1不可插入
• id=5不可更新
• id=6不可插入
• id=10不可更新
• id=12不可插入
• id=15可以更新

实际上，此时的锁有

• 间隙锁：(-∞, 5), (5, 10), (10, 15)
• 行锁：5, 10

上限

查询id范围[16, 21)，在新事务中

• id=15可更新
• id=16不可插入
• id=20不可更新
• id=24不可插入

此时间隙锁有(15, 20)，(20, +∞)，行锁有20。
总结一下，一致性读在主键上范围查询，范围两端落到存在的主键之间都会加上间隙锁，包括不等于的情况，
比如id < 11，会在(10, 15)上加间隙锁。

唯一索引等值查询

带唯一索引的字段和主键的加锁逻辑有所不同。

命中

查询no=110，会给唯一索引=110加行锁，以及对应主键索引10加行锁，不会影响其他记录的插入和更新。

未命中

查询no=112，在新事务中

• 可以通过no=110更新name字段update employee set name = ? where no=110
• 不能插入no=114的记录
• 可以通过no=115更新

可以看出，在等值查询上，唯一索引和主键索引并没有什么区别。

唯一索引范围查询

单点

查询no范围为[110, 111)的记录，在新事务中

• 可以通过no=105更新
• 不能插入no=109
• 不能通过no=110更新
• 不能插入no=112
• 不能通过no=115更新
• 可以插入no=116

可以看出，和主键不同，唯一索引的一致性读会在查询范围两端都加上next-key锁，即间隙锁右端加上行锁。
no >= 110加上(105, 110]的锁，no < 111加上了(110, 115]的锁，
所以整体构成了(105, 115]的左开右闭区间。

跨端点

以no范围[105, 112)查询，在新事务中

• 不能插入no=101
• 不能插入no=108
• 不能插入no=114
• 不能通过no=115更新
• 可以插入no=116

next-key锁有(-∞, 105]、(105, 110]、(110, 115]。

上限

以no范围[115, 121)查询，在新事务中

• 可以通过no=110更新
• 不能插入no=114
• 不能插入no=117
• 不能插入no=130

next-key锁有(110, 115]、(115, 120]、(120, +∞)。 总结一下，唯一索引的加锁方式和主键并不一样：

• 使用next-key锁，会锁住查询范围外的下一个记录，如no < 112，会锁住no=115的记录
• 只要是范围中的记录都会加上next-key锁，如no >= 115，会加上(110, 115]的锁