MySQL InnoDB のロック機構の詳細な説明

前面に書かれた

データベースは本質的に共有リソースであるため、同時アクセスのパフォーマンスを最大化する一方で、各ユーザーが一貫した方法でデータを読み取り、変更できることを保証する必要があります。ロックはこの種の問題を解決する最善の手段です。

まず、id を主キー、name をセカンダリ インデックス、address を一意のインデックスとして、新しいテーブル test を作成します。

テーブル「test」を作成します（
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` int(11) NOT NULL,
 `アドレス` int(11) NOT NULL,
 主キー (`id`)、
 ユニークキー `idex_unique` (`address`)、
 キー `idx_index` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7 デフォルト CHARSET=utf8mb4;

INSERTメソッドの行ロック

2 つのトランザクションが同じ主キーを持つ行レコードに対して INSERT 操作を連続して実行する場合、トランザクション A が最初に行ロックを取得するため、トランザクション B はトランザクション A がコミットされた後に行ロックが解除されるまでしか待機できないことがわかります。同様に、一意のインデックス フィールド アドレスにデータを挿入する場合も、行ロックを取得する必要があります。図は主キーの挿入プロセスに似ているため、ここでは繰り返しません。

ただし、両方のトランザクションが補助インデックス フィールド名にデータを挿入する場合は、補助インデックス フィールドの値が同じであっても、データベース内で異なる行が操作され、競合が発生しないため、ロックが取得されるのを待つ必要はありません。

Update メソッドは Insert メソッドと同様の結果をもたらします。

SELECT FOR UPDATE でのテーブルロックと行ロック

トランザクション A の SELECT FOR UPDATE ステートメントは、テーブル test のテーブル ロックを取得します。このとき、トランザクション B は挿入操作の実行時にブロックされます。トランザクション A がコミットしてテーブル ロックを解除した後でのみ、トランザクション B は対応する行ロックを取得し、挿入操作を実行できます。

ただし、トランザクション A の SELECT FOR UPDATE ステートメントの後に WHERE id = 1 が続く場合、このステートメントは行ロックのみを取得し、テーブル ロックは取得しないため、トランザクション B の他の主キーに対する変更操作はブロックされません。

セカンダリインデックスのギャップロック

まず、テスト テーブルの下のデータを見てみましょう。

mysql> テストから * を選択します。
+----+------+---------+
| ID | 名前 | 住所 |
+----+------+---------+
| 3 | 1 | 3 |
| 6 | 1 | 2 |
| 7 | 2 | 4 |
| 8 | 10 | 5 |
+----+------+---------+
セット内の 4 行 (0.00 秒)

ギャップ ロックは行ロックの一種と言えます。違いは、範囲内のレコードをロックすることです。その機能は、ファントム リード、つまり間隔データ エントリの突然の増加または減少を回避することです。主な解決策は次のとおりです。

• ギャップに新しいデータが挿入されるのを防ぐため、ギャップ ロックと呼ばれます。
• 更新操作後に既存のデータがギャップ内のデータにならないようにします (たとえば、id = 7 の name フィールドが 1 に更新されると、name = 1 のエントリの数は 2 から 3 に変わります)

InnoDB がギャップ ロックを自動的に使用するための条件は次のとおりです。

• MySQLのデフォルトの動作レベルであるRepeatable Read分離レベル
• 検索条件にはインデックスが必要です (インデックスがない場合、テーブル全体のスキャンが実行され、テーブル全体のすべてのレコードがロックされます)

InnoDB は、インデックス レコードをスキャンするときに、最初に選択したインデックス行レコードに行ロックを追加し、次にインデックス レコードの両側のギャップにギャップ ロックを追加します (指定されたパラメータより小さい最初の値を見つけるために左にスキャンし、指定されたパラメータより大きい最初の値を見つけるために右にスキャンして、間隔を構築します)。ギャップがトランザクション A によってロックされている場合、トランザクション B はこのギャップにレコードを挿入できません。

ここで言及している「ギャップ ロック」は、実際には GAP LOCK ではなく、RECORD LOCK + GAP LOCK であり、InnoDB では NEXT_KEY LOCK と呼ばれています。

例を見てみましょう。テーブルを作成するときに、補助インデックスとして名前列を指定します。現在、この列の値は[1,2,10]です。ギャップの範囲は (-∞, 1], [1,1], [1,2], [2,10], [10, +∞) です。

ラウンド1:

• トランザクション A SELECT ... WHERE name = 1 FOR UPDATE;
• (-∞, 2)にギャップロックを追加
• トランザクションB INSERT ... name = 1 ブロック
• トランザクション B INSERT ... name = -100 がブロックされました
• トランザクションB INSERT ... name = 2 が成功
• トランザクションB INSERT ... name = 3 が成功

第2ラウンド:

• トランザクション A SELECT ... WHERE name = 2 FOR UPDATE;
• [1, 10)にギャップロックを追加
• トランザクションB INSERT ... name = 1 ブロック
• トランザクション B INSERT ... name = 9 ブロック
• トランザクション B INSERT ... name = 10 成功
• トランザクション B INSERT ... name = 0 成功

第3ラウンド:

• トランザクション A SELECT ... WHERE name <= 2 FOR UPDATE;
• (-∞、+∞) のギャップロックを追加
• トランザクション B INSERT ... name = 3 ブロック
• トランザクション B INSERT ... name = 300 がブロックされました
• トランザクション B INSERT ... name = -300 がブロックされました

InnoDB ロックメカニズムの概要

参考文献

• 「MySQL テクニカル インサイダー InnoDB ストレージ エンジン」第 2 版 (Jiang Chengyao 著)
• MySQL InnoDBのロックについて

要約する

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