MySQL的行级锁锁的是什么

MySQL（主要是 InnoDB 存储引擎）实现的行级锁，并不是直接“锁住一整行数据”那么简单，而是基于索引记录进行锁定，其背后的原理涉及到多种锁的组合和数据结构的设计。下面详细介绍：

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1. 行级锁锁定的对象

1.1 锁定“索引记录”

• 记录锁（Record Lock）：
  InnoDB 的行级锁主要锁定的是索引记录，也就是 B+Tree 中叶子节点上的记录。每一行数据都在聚簇索引（通常为主键索引）中有一个对应的索引记录。因此，当对某一行进行修改（如 UPDATE 或 DELETE）时，实际上锁定的是对应的索引记录，而不是整个数据行的所有物理存储区域。

• 锁定原因：
  通过锁定索引记录，InnoDB 能够借助 B+Tree 的有序性，实现高效的并发控制，同时也支持范围查询和排序操作。

1.2 锁定“间隙”

• 间隙锁（Gap Lock）：
  为了防止幻读（即在同一范围内插入新的数据），InnoDB 会在进行范围查询或者更新时，在索引的记录之间加上间隙锁。间隙锁锁定的是两个相邻索引记录之间的空白区域，而不锁定具体数据。

• Next-Key 锁：
  实际上，InnoDB 常用的锁是“Next-Key Lock”，它是记录锁和间隙锁的组合。它既锁定了一个索引记录，又锁定了该记录前的间隙，这样可以防止其他事务在此范围内插入新记录，确保读取一致性。

• 插入意向锁（Insert Intention Lock）：
  当多个事务同时向同一索引间隙中插入数据时，InnoDB 不会对整个间隙加锁，而是每个事务先申请插入意向锁，表明其打算在该间隙中插入数据。插入意向锁不会互相冲突，但在实际插入数据时会与间隙锁发生配合，防止冲突。

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2. 行级锁背后的原理

2.1 基于索引的锁

• 依赖索引结构：
  InnoDB 的行级锁工作原理依赖于 B+Tree 索引结构。如果 SQL 查询没有使用到索引，InnoDB 无法精确定位数据行，可能会退化为表级锁。所以建议所有更新、删除、查询操作都应该尽可能利用索引。

• 聚簇索引（Clustered Index）：
  在 InnoDB 中，数据行存储在聚簇索引中，因此行级锁其实是对聚簇索引中记录的锁定。对于非聚簇索引（辅助索引），InnoDB 会在叶子节点存储主键值，从而间接锁定数据行。

2.2 多版本并发控制（MVCC）

• 读写分离：
  InnoDB 通过 MVCC 实现高并发读写。即使行级锁锁定了某些数据，其他事务依然可以通过读取旧版本数据来实现一致性读。MVCC 主要依赖隐藏的版本信息（如 trx_id 和 roll_pointer）以及 undo 日志来实现。

• 减少锁冲突：
  MVCC 能使查询操作不用等待写锁，从而大大提高并发性能，但对更新操作则需要加锁保护数据一致性。

2.3 锁的粒度与并发

• 细粒度锁定：
  行级锁属于细粒度锁，相比于表级锁，可以允许多个事务同时更新不同的数据行，提升并发度。

• 锁的开销：
  尽管行级锁的并发度高，但锁的管理（如加锁、解锁、死锁检测）也带来一定的开销。因此，InnoDB 设计了意向锁（Intention Lock）等机制，在表级记录事务对行级锁的需求，从而避免对整个表扫描。

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3. 示例说明

假设有如下表：

CREATE TABLE orders (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    customer_id INT,
    amount DECIMAL(10,2),
    status VARCHAR(20)
) ENGINE=InnoDB;

当执行如下操作时：

BEGIN;
UPDATE orders SET status = 'PAID' WHERE order_id = 1001;

• 实际锁定：
  InnoDB 会通过聚簇索引找到 order_id = 1001 的记录，然后对该记录加一个记录锁。
  如果此时还有查询操作使用了相同的索引进行范围查询（例如 SELECT * FROM orders WHERE order_id >= 1000 FOR UPDATE），InnoDB 会加上Next-Key 锁，即锁住记录以及其前面的间隙，防止其他事务插入新记录导致幻读。

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4. 总结

• 锁定对象：

  • 记录锁：锁定 B+Tree 索引中的具体记录，实际上锁定的是索引记录（对应数据行）。
  • 间隙锁/Next-Key 锁：锁定记录之间的间隙，防止幻读和重复插入。
  • 插入意向锁：用于处理多个事务在同一间隙内并发插入的场景。

• 原理基础：

  • 依赖索引结构：行级锁基于 B+Tree 索引实现，确保精确定位数据。
  • MVCC 机制：实现读写分离，允许查询操作读取旧版本数据，从而减少锁争用。
  • 细粒度与意向锁：细粒度的行级锁提高并发，但为了管理成本，引入意向锁标记事务对表中行的锁定意图。

通过这些设计，InnoDB 能够在保证数据一致性的同时，支持高并发数据访问，减少不必要的锁争用和表级阻塞。