我們最簡單的例子說起。經常有朋友發給我一個SQL，然後問我，這個SQL加什麼鎖？就如同下面兩條簡單的SQL，他們加什麼鎖？

• SQL1：select * from t1 where id = 10;
• SQL2：delete from t1 where id = 10;

針對這個問題？我能想象到的一個結論是：

• SQL1：不加鎖。因為MySQL是使用多版本併發控制的，讀不加鎖。
• SQL2：對id = 10的記錄加寫鎖 (走主鍵索引)。

這個對嗎？說不上來。即可能是正確的，也有可能是錯誤的，已知條件不足。如果讓我來回復這個問題，我必須還要知道以下的一些前提，前提不同，結論也就不同。這個問題，還缺少哪些前提條件？

前提一：id列是不是主鍵？

前提二：當前系統的隔離級別是什麼？

前提三：id列如果不是主鍵，那麼id列上有索引嗎？

前提四：id列上如果有二級索引，那麼這個索引是唯一索引嗎？

前提五：兩個SQL的執行計劃是什麼？索引掃描？全表掃描？

沒有這些前提，直接就給定一條SQL，然後問這個SQL會加什麼鎖，都是很業餘的表現。而當這些問題有了明確的之後，給定的SQL會加什麼鎖，也就一目瞭然。下面，我將這些問題進行組合，然後按照從易到難的順序，逐個分析每種組合下，對應的SQL會加哪些鎖？

先來溫習下事物的隔離級別和鎖的知識:

共享鎖【S鎖】

又稱讀鎖，若事務T對數據對象A加上S鎖，則事務T可以讀A但不能修改A，其他事務只能再對A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。這保證了其他事務可以讀A，但在T釋放A上的S鎖之前不能對A做任何修改。

排他鎖【X鎖】

又稱寫鎖。若事務T對數據對象A加上X鎖，事務T可以讀A也可以修改A，其他事務不能再對A加任何鎖，直到T釋放A上的鎖。這保證了其他事務在T釋放A上的鎖之前不能再讀取和修改A。

下面的這些組合，我做了一個前提假設，也就是有索引時，執行計劃一定會選擇使用索引進行過濾 (索引掃描)。但實際情況會複雜很多，真正的執行計劃，還是需要根據MySQL輸出的為準。

• 組合一：id列是主鍵，RC隔離級別
• 組合二：id列是二級唯一索引，RC隔離級別
• 組合三：id列是二級非唯一索引，RC隔離級別
• 組合四：id列上沒有索引，RC隔離級別
• 組合五：id列是主鍵，RR隔離級別
• 組合六：id列是二級唯一索引，RR隔離級別
• 組合七：id列是二級非唯一索引，RR隔離級別
• 組合八：id列上沒有索引，RR隔離級別
• 組合九：Serializable隔離級別

排列組合還沒有列舉完全，但是看起來，已經很多了。真的有必要這麼複雜嗎？事實上，要分析加鎖，就是需要這麼複雜。但是從另一個角度來說，只要你選定了一種組合，SQL需要加哪些鎖，其實也就確定了。接下來，就讓我們來逐個分析這9種組合下的SQL加鎖策略。

注：在前面八種組合下，也就是RC，RR隔離級別下，SQL1：select操作均不加鎖，採用的是快照讀，因此在下面的討論中就忽略了，主要討論SQL2：delete操作的加鎖。

組合一：id主鍵+RC(Read-Committed級別)

• 結論：id是主鍵時，此SQL只需要在id=10這條記錄上加X鎖即可。

組合二：id唯一索引+RC

• 這個組合，id不是主鍵，而是一個Unique的二級索引鍵值。那麼在RC隔離級別下，delete from t1 where id = 10; 需要加什麼鎖呢？見下圖：

此組合中，id是unique索引，而主鍵是name列。此時，加鎖的情況由於組合一有所不同。由於id是unique索引，因此delete語句會選擇走id列的索引進行where條件的過濾，在找到id=10的記錄後，首先會將unique索引上的id=10索引記錄加上X鎖。

同時，會根據讀取到的name列，回主鍵索引(聚簇索引)，然後將聚簇索引上的name = ‘d’ 對應的主鍵索引項加X鎖。為什麼聚簇索引上的記錄也要加鎖？試想一下，如果併發的一個SQL，是通過主鍵索引來更新：update t1 set id = 100 where name = ‘d';

此時，如果delete語句沒有將主鍵索引上的記錄加鎖，那麼併發的update就會感知不到delete語句的存在，違背了同一記錄上的更新/刪除需要串行執行的約束。

結論：若id列是unique列，其上有unique索引。那麼SQL需要加兩個X鎖，一個對應於id unique索引上的id = 10的記錄，另一把鎖對應於聚簇索引上的[name=’d’,id=10]的記錄。

這個組合，是最簡單，最容易分析的組合。id是主鍵，Read Committed隔離級別，給定SQL：delete from t1 where id = 10; 只需要將主鍵上，id = 10的記錄加上X鎖即可。如下圖所示：

組合三：id非唯一索引+RC

相對於組合一、二，組合三又發生了變化，隔離級別仍舊是RC不變，但是id列上的約束又降低了，id列不再唯一，只有一個普通的索引。假設delete from t1 where id = 10; 語句，仍舊選擇id列上的索引進行過濾where條件，那麼此時會持有哪些鎖？同樣見下圖：

根據此圖，可以看到，首先，id列索引上，滿足id = 10查詢條件的記錄，均已加鎖。同時，這些記錄對應的主鍵索引上的記錄也都加上了鎖。與組合二唯一的區別在於，組合二最多隻有一個滿足等值查詢的記錄，而組合三會將所有滿足查詢條件的記錄都加鎖。

結論：若id列上有非唯一索引，那麼對應的所有滿足SQL查詢條件的記錄，都會被加鎖。同時，這些記錄在主鍵索引上的記錄，也會被加鎖。

組合四：id無索引+RC

相對於前面三個組合，這是一個比較特殊的情況。id列上沒有索引，where id = 10;這個過濾條件，沒法通過索引進行過濾，那麼只能走全表掃描做過濾。對應於這個組合，SQL會加什麼鎖？或者是換句話說，全表掃描時，會加什麼鎖？這個也有很多：有人說會在表上加X鎖；有人說會將聚簇索引上，選擇出來的id = 10;的記錄加上X鎖。那麼實際情況呢？請看下圖：

由於id列上沒有索引，因此只能走聚簇索引，進行全部掃描。從圖中可以看到，滿足刪除條件的記錄有兩條，但是，聚簇索引上所有的記錄，都被加上了X鎖。無論記錄是否滿足條件，全部被加上X鎖。既不是加表鎖，也不是在滿足條件的記錄上加行鎖。

有人可能會問？為什麼不是隻在滿足條件的記錄上加鎖呢？這是由於MySQL的實現決定的。如果一個條件無法通過索引快速過濾，那麼存儲引擎層面就會將所有記錄加鎖後返回，然後由MySQL Server層進行過濾。因此也就把所有的記錄，都鎖上了。

注：在實際的實現中，MySQL有一些改進，在MySQL Server過濾條件，發現不滿足後，會調用unlock_row方法，把不滿足條件的記錄放鎖 (違背了2PL的約束)。這樣做，保證了最後只會持有滿足條件記錄上的鎖，但是每條記錄的加鎖操作還是不能省略的。

結論：若id列上沒有索引，SQL會走聚簇索引的全掃描進行過濾，由於過濾是由MySQL Server層面進行的。因此每條記錄，無論是否滿足條件，都會被加上X鎖。但是，為了效率考量，MySQL做了優化，對於不滿足條件的記錄，會在判斷後放鎖，最終持有的，是滿足條件的記錄上的鎖，但是不滿足條件的記錄上的加鎖/放鎖動作不會省略。同時，優化也違背了2PL的約束。

組合五：id主鍵+RR

上面的四個組合，都是在Read Committed隔離級別下的加鎖行為，接下來的四個組合，是在Repeatable Read隔離級別下的加鎖行為。

組合五，id列是主鍵列，Repeatable Read隔離級別，針對delete from t1 where id = 10; 這條SQL，加鎖與組合一：[id主鍵，Read Committed]一致。

組合六：id唯一索引+RR

與組合五類似，組合六的加鎖，與組合二：[id唯一索引，Read Committed]一致。兩個X鎖，id唯一索引滿足條件的記錄上一個，對應的聚簇索引上的記錄一個。

組合七：id非唯一索引+RR

RC隔離級別允許幻讀，而RR隔離級別，不允許存在幻讀。但是在組合五、組合六中，加鎖行為又是與RC下的加鎖行為完全一致。那麼RR隔離級別下，如何防止幻讀呢？就在組合七中揭曉。

組合七，Repeatable Read隔離級別，id上有一個非唯一索引，執行delete from t1 where id = 10; 假設選擇id列上的索引進行條件過濾，最後的加鎖行為，是怎麼樣的呢？同樣看下面這幅圖：

此圖，相對於組合三：[id列上非唯一鎖，Read Committed]看似相同，其實卻有很大的區別。最大的區別在於，這幅圖中多了一個GAP鎖，而且GAP鎖看起來也不是加在記錄上的，倒像是加載兩條記錄之間的位置，GAP鎖有何用？

其實這個多出來的GAP鎖，就是RR隔離級別，相對於RC隔離級別，不會出現幻讀的關鍵。確實，GAP鎖鎖住的位置，也不是記錄本身，而是兩條記錄之間的GAP。所謂幻讀，就是同一個事務，連續做兩次當前讀 (例如：select * from t1 where id = 10 for update;)，那麼這兩次當前讀返回的是完全相同的記錄 (記錄數量一致，記錄本身也一致)，第二次的當前讀，不會比第一次返回更多的記錄 (幻象)。

如何保證兩次當前讀返回一致的記錄，那就需要在第一次當前讀與第二次當前讀之間，其他的事務不會插入新的滿足條件的記錄並提交。為了實現這個功能，GAP鎖應運而生。

如圖中所示，有哪些位置可以插入新的滿足條件的項 (id = 10)，考慮到B+樹索引的有序性，滿足條件的項一定是連續存放的。記錄[6,c]之前，不會插入id=10的記錄；[6,c]與[10,b]間可以插入[10, aa]；[10,b]與[10,d]間，可以插入新的[10,bb],[10,c]等；[10,d]與[11,f]間可以插入滿足條件的[10,e],[10,z]等；而[11,f]之後也不會插入滿足條件的記錄。因此，為了保證[6,c]與[10,b]間，[10,b]與[10,d]間，[10,d]與[11,f]不會插入新的滿足條件的記錄，MySQL選擇了用GAP鎖，將這三個GAP給鎖起來。

Insert操作，如insert [10,aa]，首先會定位到[6,c]與[10,b]間，然後在插入前，會檢查這個GAP是否已經被鎖上，如果被鎖上，則Insert不能插入記錄。因此，通過第一遍的當前讀，不僅將滿足條件的記錄鎖上 (X鎖)，與組合三類似。同時還是增加3把GAP鎖，將可能插入滿足條件記錄的3個GAP給鎖上，保證後續的Insert不能插入新的id=10的記錄，也就杜絕了同一事務的第二次當前讀，出現幻象的情況。

有心的朋友看到這兒，可以會問：既然防止幻讀，需要靠GAP鎖的保護，為什麼組合五、組合六，也是RR隔離級別，卻不需要加GAP鎖呢？

首先，這是一個好問題。其次，這個問題，也很簡單。GAP鎖的目的，是為了防止同一事務的兩次當前讀，出現幻讀的情況。而組合五，id是主鍵；組合六，id是unique鍵，都能夠保證唯一性。一個等值查詢，最多隻能返回一條記錄，而且新的相同取值的記錄，一定不會在新插入進來，因此也就避免了GAP鎖的使用。其實，針對此問題，還有一個更深入的問題：如果組合五、組合六下，針對SQL：select * from t1 where id = 10 for update; 第一次查詢，沒有找到滿足查詢條件的記錄，那麼GAP鎖是否還能夠省略？此問題留給大家思考。

結論：Repeatable Read隔離級別下，id列上有一個非唯一索引，對應SQL：delete from t1 where id = 10; 首先，通過id索引定位到第一條滿足查詢條件的記錄，加記錄上的X鎖，加GAP上的GAP鎖，然後加主鍵聚簇索引上的記錄X鎖，然後返回；然後讀取下一條，重複進行。直至進行到第一條不滿足條件的記錄[11,f]，此時，不需要加記錄X鎖，但是仍舊需要加GAP鎖，最後返回結束。

組合八：id無索引+RR

組合八，Repeatable Read隔離級別下的最後一種情況，id列上沒有索引。此時SQL：delete from t1 where id = 10; 沒有其他的路徑可以選擇，只能進行全表掃描。最終的加鎖情況，如下圖所示：

如圖，這是一個很恐怖的現象。首先，聚簇索引上的所有記錄，都被加上了X鎖。其次，聚簇索引每條記錄間的間隙(GAP)，也同時被加上了GAP鎖。這個示例表，只有6條記錄，一共需要6個記錄鎖，7個GAP鎖。試想，如果表上有1000萬條記錄呢？

在這種情況下，這個表上，除了不加鎖的快照度，其他任何加鎖的併發SQL，均不能執行，不能更新，不能刪除，不能插入，全表被鎖死。

當然，跟組合四：[id無索引, Read Committed]類似，這個情況下，MySQL也做了一些優化，就是所謂的semi-consistent read。semi-consistent read開啟的情況下，對於不滿足查詢條件的記錄，MySQL會提前放鎖。針對上面的這個用例，就是除了記錄[d,10]，[g,10]之外，所有的記錄鎖都會被釋放，同時不加GAP鎖。semi-consistent read如何觸發：要麼是read committed隔離級別；要麼是Repeatable Read隔離級別，同時設置了innodb_locks_unsafe_for_binlog 參數。

結論：在Repeatable Read隔離級別下，如果進行全表掃描的當前讀，那麼會鎖上表中的所有記錄，同時會鎖上聚簇索引內的所有GAP，杜絕所有的併發 更新/刪除/插入 操作。當然，也可以通過觸發semi-consistent read，來緩解加鎖開銷與併發影響，但是semi-consistent read本身也會帶來其他問題，不建議使用。

組合九：Serializable

針對前面提到的簡單的SQL，最後一個情況：Serializable隔離級別。對於SQL2：delete from t1 where id = 10; 來說，Serializable隔離級別與Repeatable Read隔離級別完全一致，因此不做介紹。

Serializable隔離級別，影響的是SQL1：select * from t1 where id = 10; 這條SQL，在RC，RR隔離級別下，都是快照讀，不加鎖。但是在Serializable隔離級別，SQL1會加讀鎖，也就是說快照讀不復存在，MVCC併發控制降級為Lock-Based CC。

結論：在MySQL/InnoDB中，所謂的讀不加鎖，並不適用於所有的情況，而是隔離級別相關的。Serializable隔離級別，讀不加鎖就不再成立，所有的讀操作，都是當前讀。

一條複雜的SQL

寫到這裡，其實MySQL的加鎖實現也已經介紹的八八九九。只要將本文上面的分析思路，大部分的SQL，都能分析出其會加哪些鎖。而這裡，再來看一個稍微複雜點的SQL，用於說明MySQL加鎖的另外一個邏輯。SQL用例如下：

如圖中的SQL，會加什麼鎖？假定在Repeatable Read隔離級別下 (Read Committed隔離級別下的加鎖情況，留給讀者分析。)，同時，假設SQL走的是idx_t1_pu索引。

在詳細分析這條SQL的加鎖情況前，還需要有一個知識儲備，那就是一個SQL中的where條件如何拆分？具體的介紹，建議閱讀我之前的一篇文章：SQL中的where條件，在數據庫中提取與應用淺析 。在這裡，我直接給出分析後的結果：

• Index key：pubtime > 1 and puptime < 20。此條件，用於確定SQL在idx_t1_pu索引上的查詢範圍。
• Index Filter：userid = ‘hdc’ 。此條件，可以在idx_t1_pu索引上進行過濾，但不屬於Index Key。
• Table Filter：comment is not NULL。此條件，在idx_t1_pu索引上無法過濾，只能在聚簇索引上過濾。

在分析出SQL where條件的構成之後，再來看看這條SQL的加鎖情況 (RR隔離級別)，如下圖所示：

從圖中可以看出，在Repeatable Read隔離級別下，由Index Key所確定的範圍，被加上了GAP鎖；Index Filter鎖給定的條件 (userid = ‘hdc’)何時過濾，視MySQL的版本而定，在MySQL 5.6版本之前，不支持Index Condition Pushdown(ICP)，因此Index Filter在MySQL Server層過濾，在5.6後支持了Index Condition Pushdown，則在index上過濾。若不支持ICP，不滿足Index Filter的記錄，也需要加上記錄X鎖，若支持ICP，則不滿足Index Filter的記錄，無需加記錄X鎖 (圖中，用紅色箭頭標出的X鎖，是否要加，視是否支持ICP而定)；而Table Filter對應的過濾條件，則在聚簇索引中讀取後，在MySQL Server層面過濾，因此聚簇索引上也需要X鎖。最後，選取出了一條滿足條件的記錄[8,hdc,d,5,good]，但是加鎖的數量，要遠遠大於滿足條件的記錄數量。

結論：在Repeatable Read隔離級別下，針對一個複雜的SQL，首先需要提取其where條件。Index Key確定的範圍，需要加上GAP鎖；Index Filter過濾條件，視MySQL版本是否支持ICP，若支持ICP，則不滿足Index Filter的記錄，不加X鎖，否則需要X鎖；Table Filter過濾條件，無論是否滿足，都需要加X鎖。