Mysql一分钟定位 Next-Key Lock，你需要几分钟

一分钟定位 Next-Key Lock，你需要几分钟

标签： Mysql、Next-KeyLock、插入意向锁

连接与线程

查看连接信息 show processlist

+----+------+------------------+------+---------+------+----------+------------------+
| Id | User | Host             | db   | Command | Time | State    | Info             |
+----+------+------------------+------+---------+------+----------+------------------+
| 3  | root | 172.17.0.1:60542 | test | Query   | 0    | starting | show processlist |
| 5  | root | 172.17.0.1:60546 | test | Sleep   | 4168 |          | <null>           |
| 8  | root | 172.17.0.1:60552 | test | Sleep   | 4170 |          | <null>           |
+----+------+------------------+------+---------+------+----------+------------------+

mysql 非企业版本只支持一个线程一个链接

查看线程模型 show variables like 'thread_handling'

+-----------------------------------------+---------------------------+
| Variable_name                           | Value                     |
+-----------------------------------------+---------------------------+
| thread_handling                         | one-thread-per-connection |
+-----------------------------------------+---------------------------+

【 事务提交策略】

有两个隐藏事务提交时间点需要注意，第一个是 autocommit=1 Mysql session 级别的自动提交变量，所有 ORM 框架中的事务提交控制都会受到这个字段影响，默认情况下当前语句会自动提交，但是如果是显示 begin transaction 开启事务需要自行手动提交。有些时候 ORM 框架会根据一些设置或者策略，将 autocommit 设置为0。

第二个就是，DDL操作前都会隐式提交当前事务，有些脚本将DML和DDL混合在一起使用，这样会有一致性问题。DDL会自动提交当前事务。因为DDL在5.7之前都是不支持事务原则操作的。（Mysql8.0已经支持DDL事务性）

Next-Key Lock 排查

Next-Key Lock 只发生在 RR（REPEATABLE-READ） 隔离级别下。

Mysql 有很多类型对种锁，表锁、record lock、gap lock、意向共享/排他锁、插入意向锁、元数据锁、Auto_Incr自增锁，排除掉 元数据锁、Auto_Incr自增锁 之后，剩下的锁组合使用最多的就是在RR隔离级别下。

RR隔离级别是默认事务隔离级别，也是Mysql的强项之一，在RR隔离级别下事务有最大的吞吐量，而且不会出现幻读问题。Next-Key Lock 就是为了解决这个问题，简单讲 record lock+gap lock 就是 Next-Key Lock。

_幻读_的根本问题就是出现在记录的边界值上，比如我们统计年龄大于30岁的人数：select count(1) peoples where age>30 这个语句有可能每次查询得到的结果集都是不一样的，因为只要符合 age>30 的记录进到我们的 peoples 表中就会被查询条件命中。

所以要想解决幻读不仅不允许记录的空隙被插入记录外，还要防止两遍记录被修改，因为如果前后两条记录被修改了那区间就会变大，就会有幻读出现。

我们看个例子。

 CREATE TABLE `peoples` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_peoples_age` (`age`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8mb4

+----+-----+
| id | age |
+----+-----+
| 1  | 20  |
| 2  | 30  |
| 3  | 35  |
| 4  | 40  |
+----+-----+

为了方便调试，将 innodb 获取锁的超时时间调大点

show variables like '%innodb_lock_wait%'
set innodb_lock_wait_timeout=600

开启两个会话。

session A id=8:
begin
select count(1) from peoples where age>30 for update;

session B id=5:
begin
insert into peoples(age) values(31)

show processlist 找到连接的id。

***************************[ 1. row ]***************************
Id      | 3
User    | root
Host    | 172.17.0.1:60542
db      | test
Command | Query
Time    | 0
State   | starting
Info    | show processlist
***************************[ 2. row ]***************************
Id      | 5
User    | root
Host    | 172.17.0.1:60546
db      | test
Command | Query
Time    | 394
State   | update
Info    | insert into peoples(age) values(31)
***************************[ 3. row ]***************************
Id      | 8
User    | root
Host    | 172.17.0.1:60552
db      | test
Command | Sleep
Time    | 396
State   |
Info    | <null>

• 事务

select * from information_schema.innodb_trx \G 查看事务执行情况。

***************************[ 1. row ]***************************
trx_id                     | 457240
trx_state                  | LOCK WAIT
trx_started                | 2020-01-27 06:08:12
trx_requested_lock_id      | 457240:131:4:4
trx_wait_started           | 2020-01-27 06:09:25
trx_weight                 | 6
trx_mysql_thread_id        | 5
trx_query                  | insert into peoples(age) values(31)
trx_operation_state        | inserting
trx_tables_in_use          | 1
trx_tables_locked          | 1
trx_lock_structs           | 5
trx_lock_memory_bytes      | 1136
trx_rows_locked            | 4
trx_rows_modified          | 1
trx_concurrency_tickets    | 0
trx_isolation_level        | REPEATABLE READ
trx_unique_checks          | 1
trx_foreign_key_checks     | 1
trx_last_foreign_key_error | <null>
trx_adaptive_hash_latched  | 0
trx_adaptive_hash_timeout  | 0
trx_is_read_only           | 0
trx_autocommit_non_locking | 0
***************************[ 2. row ]***************************
trx_id                     | 457239
trx_state                  | RUNNING
trx_started                | 2020-01-27 06:07:59
trx_requested_lock_id      | <null>
trx_wait_started           | <null>
trx_weight                 | 3
trx_mysql_thread_id        | 8
trx_query                  | <null>
trx_operation_state        | <null>
trx_tables_in_use          | 0
trx_tables_locked          | 1
trx_lock_structs           | 3
trx_lock_memory_bytes      | 1136
trx_rows_locked            | 5
trx_rows_modified          | 0
trx_concurrency_tickets    | 0
trx_isolation_level        | REPEATABLE READ
trx_unique_checks          | 1
trx_foreign_key_checks     | 1
trx_last_foreign_key_error | <null>
trx_adaptive_hash_latched  | 0
trx_adaptive_hash_timeout  | 0
trx_is_read_only           | 0
trx_autocommit_non_locking | 0

457240 事务状态是 LOCK WAIT 在等待锁，457239事务状态是 RUNNING执行中，正在等待事务提交。

• 锁

select * from information_schema.innodb_locks \G 查看锁的占用情况。

***************************[ 1. row ]***************************
lock_id     | 457240:131:4:4
lock_trx_id | 457240
lock_mode   | X,GAP
lock_type   | RECORD
lock_table  | `test`.`peoples`
lock_index  | idx_peoples_age
lock_space  | 131
lock_page   | 4
lock_rec    | 4
lock_data   | 35, 7
***************************[ 2. row ]***************************
lock_id     | 457239:131:4:4
lock_trx_id | 457239
lock_mode   | X
lock_type   | RECORD
lock_table  | `test`.`peoples`
lock_index  | idx_peoples_age
lock_space  | 131
lock_page   | 4
lock_rec    | 4
lock_data   | 35, 7

innodb_locks 表包含了已经获取到的锁信息和请求锁的信息。lock_index字段表示锁走的索引，record锁都是基于索引完成。

根据上面事务457240状态是获取锁，lock_data | 35, 7，表示请求的数据。而事务457239占用了当前X锁。

• 锁等待

select * from information_schema.innodb_lock_waits 查看锁等待信息。

***************************[ 1. row ]***************************
requesting_trx_id | 457240
requested_lock_id | 457240:131:4:4
blocking_trx_id   | 457239
blocking_lock_id  | 457239:131:4:4

457240 事务需要获取131:4:4锁，457239 事务占用了131:4:4锁。

• innodb 监视器
  
  show engine innodb status

LIST OF TRANSACTIONS FOR EACH SESSION:
---TRANSACTION 422032240994144, not started
0 lock struct(s), heap size 1136, 0 row lock(s)
---TRANSACTION 457240, ACTIVE 394 sec inserting
mysql tables in use 1, locked 1
LOCK WAIT 5 lock struct(s), heap size 1136, 7 row lock(s), undo log entries 1
MySQL thread id 5, OS thread handle 140556966967040, query id 105 172.17.0.1 root update
insert into peoples(age) values(31)
------- TRX HAS BEEN WAITING 165 SEC FOR THIS LOCK TO BE GRANTED:
RECORD LOCKS space id 131 page no 4 n bits 72 index idx_peoples_age of table `test`.`peoples` trx id 457240 lock_mode X locks gap before rec insert intention waiting
Record lock, heap no 4 PHYSICAL RECORD: n_fields 2; compact format; info bits 0
 0: len 4; hex 80000023; asc    #;;
 1: len 4; hex 00000007; asc     ;;

------------------
---TRANSACTION 457239, ACTIVE 407 sec
3 lock struct(s), heap size 1136, 5 row lock(s)
MySQL thread id 8, OS thread handle 140556966696704, query id 104 172.17.0.1 root

MySQL thread id 5 正在准备上插入意向锁，插入意向锁本质上是加间隙锁，是为了保证最大并发插入，不相关的行插入不受到互斥。thread id 5 需要保证在插入前加上间隙锁，主要是防止并发插入带来的一致性问题。

session 5 和 session 8 都没有操作到 id=3，age=35的记录，但是却被X+Gap Lock 锁住，只有这样才能解决幻读问题。

作者：王清培（趣头条 Tech Leader）