MySQL 不同隔離級別，都使用了什么鎖？
大家好，我是樹哥。
如果查詢或更新時的數據特別多，是否從行鎖會升級為表鎖？
此外，還有朋友留言說到：不同的隔離級別可能會用不同的鎖，可以結合隔離級別來聊聊。其實上面雖然是兩個問題，但如果你把不同隔離級別下的加鎖問題搞清楚了，那么第一個問題自然也清楚了。
今天，就讓我帶著大家來聊聊不同隔離級別下，都會使用什么鎖！
文章思維導圖
說透 MySQL 鎖機制
在深入探討不同隔離級別的鎖內容之前，我們需要先回顧一下關于 MySQL 鎖的本質以及一些基礎內容，這樣有利于我們后續的理解。
對于 MySQL 來說，如果只支持串行訪問的話，那么其效率會非常低。因此，為了提高數據庫的運行效率，MySQL 需要支持并發訪問。
而在并發訪問的情況下，會發生各種各樣的問題，例如：臟讀、不可重復讀、幻讀等問題。為了解決這些問題，就出現了事務隔離級別。
本質上，事務隔離級別就是為了解決并發訪問下的數據一致性問題的。不同的事務隔離級別，解決了不同程度的數據一致性。
而我們所說的全局鎖、表鎖、行級鎖等等，其實都是事務隔離級別的具體實現。而 MVCC、意向鎖，則是一些局部的性能優化。
上面這段話，基本上就是對 MySQL 鎖機制很透徹的理解。當我們懂了這些概念之間的關系之后，我們才能更加清晰地理解知識點。
事務隔離級別
相信大家都知道，MySQL 的事務隔離級別有如下 4 個，分別是：
- 讀未提交
- 讀已提交（READ COMMITTED)
- 可重復讀（REPEATABLE READ）
- 串行化
讀未提交，可以讀取到其他事務還沒提交的數據。 在這個隔離級別下，由于可以讀取到未提交的值，因此會產生「臟讀」問題。舉個例子：A 事務更新了 price 為 30，但還未提交。此時 B 事務讀取到了 price 為 30，但后續 A 事務回滾了，那么 B 事務讀取到的 price 就是錯的（臟的）。
讀已提交，只能讀到其他事務已經提交的數據。 這個隔離級別解決了臟讀的問題，不會讀到未提交的值，但是卻會產生「不可重復讀」問題。「不可重復讀」指的是在同一個事務范圍內，前后兩次讀取到的數據不一樣。舉個例子：A 事務第 1 次讀取了 price 為 10。
隨后 B 事務將 price 更新為 20，接著 A 事務再次讀取 price 為 30。A 事務前后兩次讀取到的數據是不一樣的，這就是不可重復讀。
思考題：MySQL 讀已提交可以解決臟讀問題，那它具體是如何解決的？
可重復讀，指的是同一事務范圍內讀取到的數據是一致的。 這個隔離級別解決了「不可重復讀」的問題，只要是在同一事務范圍內，那么讀取到的數據就是一樣的。對于 MySQL Innodb 來說，其實通過 MVCC 來實現的。但「可重復讀」隔離級別會產生幻讀問題，即對于某個范圍的數據讀取，前后兩次可能讀取到不同的結果。
舉個例子：數據庫中有 price 為 1、3、5 三個商品，此時 A 事務查詢 price < 10 的商品，查詢到了 3 個商品。隨后 B 事務插入了一條 price 為 7 的商品。接著 A 事務繼續查詢 price < 10 的商品，這次卻查詢到了 4 個商品。
可以看到「幻讀」與「不可重復讀」是有些類似的，只是「不可重復讀」更多指的是某一條記錄，而「幻讀」指的則是某個范圍數據。對于 MySQL Innodb 來說，其通過行級鎖級別的 Gap Lock 解決了幻讀的問題。
串行化，指的是所有事務串行執行。 這個就最簡單了，不用去競爭，一個個去執行，但是效率也是最低的。
MySQL 鎖類型
在 MySQL 中有全局鎖、表級鎖、行級鎖三種類型，其中比較關鍵的是表級鎖盒行級鎖。
對于表級鎖而言，其又分為表鎖、元數據鎖、意向鎖三種。對于元數據鎖而言，基本上都是數據庫自行操作，我們無須關心。在 Innodb 存儲存儲引擎中，表鎖也用得比較少。
對于行級鎖而言，其又記錄鎖、間隙鎖、Next-Key 鎖。記錄鎖就是某個索引記錄的鎖，間隙鎖就是兩個索引記錄之間的空隙鎖，Next-Key 則是前面兩者的結合。
在 Innodb 存儲引擎中，我們可以通過下面的命令來查詢鎖的情況。
// 開啟鎖的日志
set global innodb_status_output_locks=on;
// 查看innodb引擎的信息(包含鎖的信息)
show engine innodb status\G;
查詢結果一般如下圖所示：
上面幾種不同類型的鎖，其各自的關鍵字為：
- 表級的意向排它鎖（IX）：lock mode IX。
- 表級的插入意向鎖（LOCK_INSERT_INTENTION）: lock_mode X locks gap before rec insert intention
- 行級的記錄鎖（LOCK_REC_NOT_GAP）: lock_mode X locks rec but not gap
- 行級的間隙鎖（LOCK_GAP）: lock_mode X locks gap before rec
- 行級的 Next-key 鎖（LOCK_ORNIDARY）: lock_mode X
通過上面的命令，我們就可以知道不同的事務隔離級別使用了哪些鎖了。
接下來，我們一個個來看看：不同事務隔離級別，都使用了哪些鎖來實現。
讀未提交
首先，我們創建一個 price_test 表并插入一些測試數據。
// 創建 price_test 表
CREATE TABLE `test`.`price_test` (
`id` BIGINT(64) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(32) not null,
`price` INTEGER(4) NULL,
PRIMARY KEY (`id`));
// 插入測試數據
INSERT INTO price_test(name,price) values('apple', 10);
接著，我們打開兩個命令行窗口，并且都修改事務隔離級別為「讀未提交」。
// 設置隔離級別
SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
// 查看隔離級別
select @@transaction_isolation;
接著，事務 A 執行如下命令，查詢出 id 為 1 記錄的 price 值。
// 執行命令
beign;
select * from price_test where id = 1;
// 執行結果
+----+-------+-------+
| id | name | price |
+----+-------+-------+
| 1 | apple | 10 |
+----+-------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
接著，事務 B 執行如下命令，修改 price 為 20。
begin;
update price_test set price = 20 where id = 1;
接著，事務 A 再次讀取 id 為 1 記錄的 price 值。
select * from price_test where id = 1;
從下圖可以看到，事務 A 讀取到了事務 B 未提交的數據，這其實就是臟讀了。
從這個例子，我們可以得出一些結論：在「讀未提交」事務隔離級別下，讀寫是可以同時進行的，不會阻塞。
看到這里，我突然想到了一個問題：那么寫寫是否會阻塞阻塞呢？
接下來，我們繼續做一個測試：事務 A 和 事務 B 同時對 id 為 1 的記錄進行更新，看看是否能夠更新成功。
如上圖所示，我先用如下命令在事務 A（上邊的窗口）執行，將 price 修改為 15。
begin;
update price_test set price = 15 where id = 1;
結果執行成功了，但此時事務 A 還未提交。
接著，我先用如下命令在事務 B（下邊的窗口）執行，將 price 修改為 20。
從圖中可以看到，事務 B 阻塞卡住了。
從這個例子，我們可以得出結論：在「讀未提交」事務隔離級別下，寫寫不可以同時進行的，會阻塞。
此時，我們通過查看鎖信息可以看到，其是加上一個行級別的記錄鎖，如下圖所示。
當我使用 rollback 命令回滾事務 A 之后，事務 B 立刻就執行了，并且事務 A 還讀取到了事務 B 設置的值，如下圖所示。
有些小伙伴會說：如果指定了非索引的列作為查詢條件，是否會觸發間隙鎖呢？
接下來我們測試一下。
我們往 price_test 表再插入一條數據，此時數據庫中的數據如下所示。
接著，我們在事務 A 執行如下命令，查詢 price > 15 的記錄。
mysql> begin;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
mysql> select * from price_test where price > 15 for update;
+----+--------+-------+
| id | name | price |
+----+--------+-------+
| 2 | orange | 30 |
+----+--------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
接著，我們在事務 B 執行如下命令，查詢 price > 5 的記錄。
begin;
select * from price_test where price > 5 for update;
從如下結果可以看到，事務 B 阻塞住了。
此時我們在事務 A 查看鎖的情況，如下圖所示。
從上圖可以看出，MySQL 只是加上了一個記錄鎖，并沒有加間隙鎖。
最后我們總結一下：在「讀未提交」隔離級別下，讀寫操作可以同時進行，但寫寫操作無法同時進行。與此同時，該隔離級別下只會使用行級別的記錄鎖，并不會用間隙鎖。
讀已提交
在「讀已提交」隔離級別下，我們按之前的方式進行測試。
首先，我們設置一下隔離級別為「讀已提交」。
// 設置隔離級別
SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
// 查看隔離級別
select @@transaction_isolation;
接著，我們測試同時對 id 為 1 的數據進行更新，看看會發生什么。
事務 A 執行如下命令：
begin;
update price_test set price = 15 where id = 1;
事務 B 執行如下命令
begin;
update price_test set price = 20 where id = 1;
事務 B 阻塞了。查看下鎖信息，如下圖所示。
可以看到，其鎖是一個行級別的記錄鎖，結果和「讀未提交」的是一樣的。
接下來，我們繼續看看范圍的查詢是否會觸發間隙鎖。
事務 A 執行：
begin;
select * from price_test where price > 5 for update;
事務 B 執行：
begin;
select * from price_test where price > 15 for update;
事務 B 會阻塞，查看鎖信息如下圖所示。
可以看到，還是只有一個行級別的記錄鎖，并沒有間隙鎖。
看到這里，你會發現「讀已提交」和「讀未提交」非常相似。那么它們具體有啥區別呢？
其實他們的最大區別，就是「讀已提交」解決了臟讀的問題。
可重復讀
在「讀已提交」隔離級別下，我們按之前的方式進行測試。
首先，我們設置一下隔離級別為「讀已提交」。
// 設置隔離級別
SET session TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
// 查看隔離級別
select @@transaction_isolation;
接著，我們測試同時對 id 為 1 的數據進行更新，看看會發生什么。
事務 A 執行如下命令：
begin;
update price_test set price = 15 where id = 1;
事務 B 執行如下命令：
begin;
update price_test set price = 20 where id = 1;
事務 B 阻塞了。查看下鎖信息，毫無疑問，其實這里還是只會有間隙鎖，因為指定了索引。
接下來，我們繼續看看范圍的查詢是否會觸發間隙鎖。
事務 A 執行：
begin;
select * from price_test where price > 5 for update;
事務 B 執行：
begin;
select * from price_test where price > 15 for update;
事務 B 會阻塞，查看鎖信息如下圖所示。
可以看到，在這里就變成了 Next-Key 鎖，就是記錄鎖和間隙鎖結合體。
總結一下：在「可重復讀」隔離級別下，使用了記錄鎖、間隙鎖、Next-Key 鎖三種類型的鎖。
值得一提的是，我們前面說過：可重復讀存在幻讀的問題，但實際上在 MySQL 中，因為其使用了間隙鎖，所以在「可重復讀」隔離級別下，其實不存在幻讀問題。因此，MySQL 將「可重復讀」作為了其默認的隔離級別。
總結
看到這里，我想我們可以對文章開頭提出的問題做個解答了：MySQL 不同隔離級別，都使用了什么樣的鎖？
對于任何隔離級別，表級別的表鎖、元數據鎖、意向鎖都是會使用的，但對于行級別的鎖則會有些許差別。
在「讀未提交」和「讀已提交」隔離級別下，都只會使用記錄鎖，不會用間隙鎖，當然也不會有 Next-Key 鎖了。
而對于「可重復讀」隔離級別來說，會使用記錄鎖、間隙鎖和 Next-Key 鎖。
今天我們是從隔離級別這個角度來看鎖的應用，但什么時候會用上記錄鎖？什么時候會用上間隙鎖？后面有機會，我們將聊聊這部分的問題。
