一、核心关系与概述
Next-Key Lock = 记录锁 + 间隙锁
这三者共同构成了 InnoDB 在 可重复读（Repeatable Read） 隔离级别下的锁定机制，用于解决并发事务中的各种数据一致性问题。
二、记录锁（Record Lock）
定义
记录锁是锁住索引记录本身的锁。当一条记录被锁定后，其他事务无法修改或删除这条记录。
特性
-
锁定对象：索引记录（不是数据行本身，而是索引条目）
-
作用：防止其他事务修改或删除已锁定的记录
-
兼容性：
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共享记录锁（S）与共享记录锁兼容
-
排他记录锁（X）与任何记录锁都不兼容
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-
加锁场景：
-
SELECT ... FOR UPDATE -
SELECT ... LOCK IN SHARE MODE -
UPDATE、DELETE语句
-
示例
sql
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE id = 10 FOR UPDATE;
-- 对 id=10 的记录加排他记录锁
-- 事务 B（被阻塞）
UPDATE users SET name = 'Bob' WHERE id = 10;
-- 需要等待事务 A 释放锁三、间隙锁（Gap Lock）
定义
间隙锁锁定的是索引记录之间的间隙，防止在这个范围内插入新记录。
特性
-
锁定对象：索引记录之间的间隙
-
作用：防止幻读（Phantom Read）
-
锁定区间 ：左开右开区间
(a, b) -
兼容性：
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间隙锁之间不冲突（多个事务可以同时持有相同间隙的间隙锁）
-
间隙锁与插入意向锁冲突
-
-
加锁场景：
-
范围查询
-
等值查询未命中时
-
示例
sql
-- 表 users: id 索引，记录有 5, 10, 15
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE id > 10 AND id < 15 FOR UPDATE;
-- 锁定间隙 (10, 15)
-- 事务 B（被阻塞）
INSERT INTO users (id, name) VALUES (12, 'Alice');
-- 尝试插入 id=12，位于间隙 (10, 15) 内，被阻塞
-- 事务 C（不阻塞）
INSERT INTO users (id, name) VALUES (20, 'Bob');
-- id=20 不在锁定范围内，可以正常插入四、Next-Key Lock
定义
Next-Key Lock 是 InnoDB 的默认行锁算法，它结合了记录锁和间隙锁，锁定记录本身以及记录之前的间隙。
特性
-
锁定对象：记录 + 前一个间隙
-
锁定区间 ：左开右闭区间
(a, b] -
作用 ：同时防止不可重复读 和幻读
-
默认行为：InnoDB 在可重复读隔离级别下的默认锁定方式
-
扫描过程：
-
从第一个满足条件的记录开始
-
对扫描到的记录加 Next-Key Lock
-
继续扫描直到第一个不满足条件的记录，并对其加间隙锁
-
示例
sql
-- 表 users: id 主键，记录有 5, 10, 15, 20
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE id >= 10 AND id < 15 FOR UPDATE;
-- 锁定的范围：
-- 1. 找到 id=10：锁定 Next-Key Lock (5, 10]
-- 2. 找到 id=15（不满足条件）：锁定间隙锁 (10, 15)
-- 实际效果：锁定范围 (5, 15)
-- 事务 B（不同操作的阻塞情况）
-- 1. 被阻塞：插入 id=8（在 (5, 10] 范围内）
-- 2. 被阻塞：插入 id=12（在 (10, 15) 范围内）
-- 3. 通过：插入 id=3（不在锁定范围内）
-- 4. 被阻塞：更新 id=10（记录锁冲突）五、不同查询场景下的锁定行为
1. 唯一索引等值查询
sql
-- id 是唯一索引，记录 id=10 存在
SELECT * FROM users WHERE id = 10 FOR UPDATE;
-- 锁定：仅对 id=10 加记录锁（Next-Key Lock 退化为记录锁）2. 唯一索引等值查询未命中
sql
-- id 是唯一索引，记录 id=12 不存在
SELECT * FROM users WHERE id = 12 FOR UPDATE;
-- 假设存在记录 10 和 15
-- 锁定：间隙锁 (10, 15)3. 非唯一索引等值查询
sql
-- age 是非唯一索引，age=20 的记录存在
SELECT * FROM users WHERE age = 20 FOR UPDATE;
-- 锁定：
-- 1. 对 age=20 的所有记录加 Next-Key Lock
-- 2. 对 age=20 后的第一个不满足条件的记录加间隙锁4. 范围查询
sql
-- id 是主键
SELECT * FROM users WHERE id BETWEEN 10 AND 20 FOR UPDATE;
-- 锁定：
-- 1. id=10：Next-Key Lock (前一个id, 10]
-- 2. 扫描到 id=20：Next-Key Lock (15, 20]
-- 3. 继续扫描到 id=25（不满足条件）：间隙锁 (20, 25)六、特殊情况与优化
1. 锁降级（Lock Degradation）
唯一索引等值查询命中：
sql
-- id 是唯一索引，且 id=10 存在
SELECT * FROM users WHERE id = 10 FOR UPDATE;
-- Next-Key Lock 退化为记录锁（只锁 id=10）
-- 因为唯一性保证不会有幻读2. 锁升级
无索引查询：
sql
-- name 列无索引
SELECT * FROM users WHERE name = 'Alice' FOR UPDATE;
-- 无法使用行锁，会锁定全表的所有记录和间隙
-- 性能极差，应避免3. 插入意向锁（Insert Intention Lock）
sql
-- 事务 A
SELECT * FROM users WHERE id > 10 FOR UPDATE;
-- 锁定间隙 (10, +∞)
-- 事务 B
INSERT INTO users (id, name) VALUES (15, 'Bob');
-- 需要获取插入意向锁，与事务 A 的间隙锁冲突
-- 事务 B 被阻塞七、死锁示例分析
sql
-- 表结构：id 主键，记录有 5, 10
-- 事务 A
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE id = 10 FOR UPDATE; -- 锁定 id=10
-- 事务 B
START TRANSACTION;
SELECT * FROM users WHERE id = 5 FOR UPDATE; -- 锁定 id=5
-- 事务 A
INSERT INTO users (id, name) VALUES (7, 'Alice');
-- 需要获取间隙锁 (5, 10)，但事务 B 持有 id=5，可能涉及间隙锁
-- 等待事务 B
-- 事务 B
INSERT INTO users (id, name) VALUES (7, 'Bob');
-- 需要获取间隙锁 (5, 10)，但事务 A 持有 id=10
-- 等待事务 A
-- 死锁发生！八、实践建议
1. 索引设计
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查询条件尽量使用索引
-
避免全表扫描导致锁表
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合理设计唯一索引和非唯一索引
2. 事务设计
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尽量缩短事务时间
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避免在事务中执行长时间的操作
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按固定顺序访问资源，避免死锁
3. SQL 优化
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精确的查询条件减少锁定范围
-
避免范围查询锁定过多记录
-
使用
FOR UPDATE和LOCK IN SHARE MODE要谨慎
4. 监控与排查
sql
-- 查看当前锁信息
SHOW ENGINE INNODB STATUS;
-- 查看锁等待
SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCKS;
SELECT * FROM information_schema.INNODB_LOCK_WAITS;九、总结对比表
| 特性 | 记录锁 | 间隙锁 | Next-Key Lock |
|---|---|---|---|
| 锁定对象 | 索引记录 | 索引间隙 | 记录 + 前一个间隙 |
| 锁定区间 | 单点 | (a, b) 开区间 | (a, b] 左开右闭 |
| 主要目的 | 防止修改/删除 | 防止插入（幻读） | 防止修改/删除和插入 |
| 兼容性 | 记录锁间按规则冲突 | 间隙锁间不冲突 | 按包含的记录锁和间隙锁判断 |
| 使用场景 | 等值查询命中 | 范围查询、等值查询未命中 | InnoDB 默认行锁算法 |
| 隔离级别 | 所有支持行锁的级别 | RR 及以上（RC 通常禁用） | RR 级别默认使用 |
十、关键要点
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Next-Key Lock 是 InnoDB 防止幻读的核心机制
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间隙锁只在 RR 隔离级别有效（RC 级别通常不使用间隙锁）
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唯一索引可以优化锁定范围（等值查询时退化为记录锁）
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无索引查询会导致锁表，性能极差
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插入意向锁与间隙锁冲突，是死锁的常见原因
理解这三种锁机制对于设计高性能、高并发的数据库应用至关重要，特别是在需要处理复杂事务的场景下。