大家好，我是树哥。
在之前的文章里，我们讨论了关于 MySQL 的许多问题，包括：
- MySQL 啥时候用表锁，啥时候用行锁？
- MySQL 不同隔离级别，都使用了什么锁？
- MySQL 啥时候用记录锁，啥时候用间隙锁？
在这些文章中，我们大致了解了一些加锁的情况。但实际上 MySQL 的加锁规则是怎样的，我还不是特别清楚。所以今天我们就来深入了解下 MySQL 的加锁规则。
MySQL 的加锁规则到底是怎样的？
迷雾找真相
为了弄清楚这些加锁规则，我查阅了许多资料。但在这些资料中，我觉得比较有质量的只有两个：一个是极客时间《MySQL 45 讲》第 20/21 节讲得内容，另一个是一篇从源码角度解析加锁规则的文章。
《MySQL 45 讲》是丁奇老师出的一个专栏，现在是腾讯云数据库负责人。在该专栏的第 21、22 节中讲到了具体的加锁规则，并且也举了非常多的例子。本文也将摘取其中一些内容，来跟大家讨论学习。
另一篇从源码角度讲加锁规则的，是网名为「小孩子」的网友写得一篇文章，其后续出了一本书叫《从根上了解 MySQL》，内容非常多并且很详细。这篇文章从源码角度从头到尾分析了整个加锁规则，讲得还是比较详细。
在看着两份资料之前，我总是尝试去找到一个简单好记的加锁规律，但看完之后觉得：这或许不太可能。丁奇大神在其专栏也提到他是怎么去分析加锁规则的。
首先说明一下，这些加锁规则我没在别的地方看到过有类似的总结，以前我自己判断的时候都是想着代码里面的实现来脑补的。这次为了总结成不看代码的同学也能理解的规则，是我又重新刷了代码临时总结出来的。
可以看到，就连大神也是想着代码脑补加锁规律的。再结合「小孩子」从源码角度去分析加锁规则，我一下子就觉得：或许还是该深入到源码角度，才能一窥真相。
即使后面丁奇老师为了方便我们理解，也总结出了一些加锁（如下图所示）。但实际上这些加锁规则也没啥规律，只能是记着就好。此外，他也提出：我们需要用动态的眼光去看加锁。言外之意就是，这些规则可能都是变化的，也不一定是完全正确的。
图片来自极客时间专栏
看到这里，我会想：那我们应该怎么学习 MySQL 的加锁规则呢？
我思考了片刻，给出的答案是：我们可以按照丁奇老师总结出的加锁规则先行学习，后续再深入源码层面不断地补足一些细节。
MySQL 加锁全局视角
在讲一些具体加锁规则之前，我觉得有必要先给大家一个 MySQL 加锁的全局视角。这个是丁奇老师在文章中没讲到的，但我觉得如果不知道全局视角，那么会影响到对一些规则的理解。
我们知道 MySQL 分成了 Server 层和存储引擎两部分，每当执行一个查询时，Server 层负责生成执行计划，然后交给存储引擎去执行。其整个过程可以这样描述：
- Server 层向 Innodb 获取到扫描区间的第 1 条记录。
- Innodb 通过 B+ 树定位到扫描区间的第 1 条记录，然后返回给 Server 层。
- Server 层判断是否符合搜索条件，如果符合则发送给客户端，不负责则跳过。接着继续向 Innodb 要下一条记录。
- Innodb 继续根据 B+ 树的双休链表找到下一条记录，会执行具体的 row_search_mvcc 函数做加锁等操作，返回给 Server 层。
- Server 层继续处理该条记录，并向 Innodb 要下一条记录。
- 继续不停执行上述过程，直到 Innodb 读到一条不符合边界条件的记录为止。
通过上面这个过程，我想让大家明白两个重要的认识：
- Innodb 并不是一次性把所有数据找到，然后返回给 Server 层的，而是会循环很多次。
- row_search_mvcc 这个函数是做具体的加锁、加什么锁的重要逻辑，并且由于 Server 层与 Innodb 会循环多次，因此该函数也是会执行多次的。
弄懂了上面两个认识，会对后续大家理解有很大帮助。例如：对于 select * from user where id >= 5 进行分析的时候，为什么会出现说第一次加锁是精确查询？它明明是范围查询呀！这是因为第一次是要寻找到 id = 5 的记录，对于 Innodb 来说，它就是精确查找，不是范围查找。随后找到 id = 5 的记录之后，就要找 id > 5 的记录了，此时就变成了范围查找了。
MySQL 加锁规则
这里的加锁规则，我直接引用丁奇老师的总结：两个原则、两个优化、一个 bug。
- 原则 1：加锁的基本单位是 next-key lock。其中 next-key lock 是前开后闭区间，例如：(2, 5]。
- 原则 2：查找过程中访问到的对象才会加锁。
- 优化 1：索引上的等值查询，给唯一索引加锁的时候，next-key lock 退化为行锁。
- 优化 2：索引上的等值查询，向右遍历时且最后一个值不满足等值条件的时候，next-key lock 退化为间隙锁。
- 一个 bug：唯一索引上的范围查询会访问到不满足条件的第一个值为止。
对于原则 1 说的：加锁的基本单位是 Next-Key 锁，意思是默认都是先加上 Next-Key，之后根据 2 个优化点选择性退化为行锁或间隙锁。
对于原则 2 说的：访问到的对象才会加锁，意思是如果直接索引覆盖到了，不需要回表，那么就不会对聚簇索引加锁。这样的话，其他事务就可以对聚簇索引进行操作，而不会阻塞。
为了解释这些规则，建立表 t 并插入一些数据。
CREATETABLE `t` (
`id` int(11)NOTNULL,
`c` int(11) DEFAULT NULL,
`d` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `c` (`c`)
) ENGINE=InnoDB;
insertinto t values(0,0,0),(5,5,5),
(10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);
等值查询间隙锁
如下图所示的例子，是一个等值条件加间隙锁的例子。
图片来自极客时间专栏
在事务 A 中，要查找 id = 7 的记录，其查找过程为：从左到右查找 id 聚簇索引，依次对比 0、5 两个索引，发现不对。接着，对比 10 这个索引，发现 7 <10，于是停止搜索。根据原则 1 默认给其加上一个 Next-Key 锁，即 (5, 10]。根据优化 2 退化为间隙锁，即 (5,10)。
所以，session B 要插入 id=8 的记录会被锁住，而 session 修改 id=10 这行是可以的。
非唯一索引等值锁
图片来自极客时间专栏
在事务 A 中，要查找 c=5 的记录，其中 c 是非唯一索引。其查找过程为：从左到右查找 c 索引，找到了 c=5 的索引，根据原则 1 对其加 Next-Key 锁，即 (0,5]。
由于普通索引可能重复，因此其还会继续往后搜索，接着搜索到 10，根据原则 2，访问到的都要加锁，因此再给其加 Next-Key 锁，即 (5,10]。由于这个还负责优化 2：等值判断，向右遍历，最后一个不满足等值条件，因此退化为间隙锁 (5,10)。
此外，根据原则 2，只有访问到的对象才会加锁。这个查询使用查询覆盖索引，并不需要访问主键索引，所以主键索引上没有加任何锁。也就是说 (0,5] 和 (5,10) 这两个锁，只在索引 c 上加锁，并不在主键索引上加锁，因此 session B 可以执行。
session C 中插入一个 c 为 7 的值，c 为 7 的值在 (5,10) 之间，因此会被锁住。
主键索引范围锁
对于我们这个表 t，下面这两条查询语句，加锁范围相同吗？
mysql>select*from t where id=10 for update;
mysql>select*from t where id>=10and id<11 for update;
在逻辑上，这两条查语句肯定是等价的，但是它们的加锁规则不太一样。现在，我们就让 session A 执行第二个查询语句，来看看加锁效果。
图片来自极客时间专栏
我们来分析一下整体的加锁规则吧。
事务 A 开始执行的时候，要找到 id 为 10 的记录，于是从左到右找到了 id 为 10 的索引。根据原则 1 会给其加 Next-Key 锁，即 (5,10]。根据优化 1，id = 10 是等值查询，因此其退化为行锁，即只对 id = 10 这行加了行锁。
接着继续进行范围查找，找到 id=15 这一行，继续加 Next-Key 锁 (10,15]。这时候 id=15 大于 11，因此其不再查找。TODO
非唯一索引范围锁
下面的 c 字段是非唯一普通索引，使用了范围查询。
图片来自极客时间专栏
事务 A 开始执行的时候，要找到 id 为 10 的记录，于是根据原则 1 加了 Next-Key 锁，即 (5,10]。由于索引 C 是非唯一索引，没有优化规则，因此不会退化为行锁。因此对于事务 A 来说，索引 C 上加的是 (5,10] 和 (10,15] 两个 Next-Key 锁。
所以当 session B 和 session C 要操作 c 值为 8 和 15 的数据时会被阻塞。
总结
最后我们总结一下 MySQL 的加锁规则：
- 首先，明白 server 层与存储引擎层是多次数据交互的，并不是存储引擎层一次性查找完数据。
- 其次，根据两个原则去分析加锁的范围，核心是加锁单位是 Next-Key 锁。
- 最后，根据两个优化去进行锁退化，核心因素是唯一索引及等值查询。
其中「两个原则、两个优化」是：
- 原则 1：加锁的基本单位是 next-key lock。其中 next-key lock 是前开后闭区间，例如：(2, 5]。
- 原则 2：查找过程中访问到的对象才会加锁。
- 优化 1：索引上的等值查询，给唯一索引加锁的时候，next-key lock 退化为行锁。
- 优化 2：索引上的等值查询，向右遍历时且最后一个值不满足等值条件的时候，next-key lock 退化为间隙锁。
通过上面这样的加锁规则，我们就可以有一个大致的分析思路，至少能开始分析加锁规律了。
但要注意的是，实际上的情况非常复杂，例如 limit 参数也会影响加锁的范围，非唯一索引多个值夜会影响锁范围。简单地说，就是有很多特例的情况，我们还需要继续去积累。
参考资料
- 20 | 幻读是什么，幻读有什么问题？
- 21 | 为什么我只改一行的语句，锁这么多？
- 完整版：Innodb 到底是怎么加锁的
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