隱式鎖 | FuweaY Blog

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前言

曾經在正式環境遇過一個特殊的情境，我們都知道 DEADLOCK 的成因在於不同的加鎖順序，加上這兩句 WHERE條件是相似的語法，卻還是遇到了 DEADLOCK，因此我的第一個反應是兩個 TRANSACTION 中已執行語句的 LOCK 未釋放，導致互相阻塞對方引起的。不過事後查看 LOG 加上詢問開發確認了該語句皆是單獨執行，只好回頭透過 EXPLAIN 確認執行計畫，發現兩句語法走了不同的 INDEX以此找到思路，最後了解發生成因並找到解決方案，更重要的是知道了 隱式鎖(implicit lock)的存在。

重現

單獨測試

查看兩句語法單獨執行的 LOCK 狀況

先執行 Transaction 1 再執行 Transaction 2

先執行 Transaction 2 再執行 Transaction 1，可以發現 Transaction 2 多了一個 LOCK

經由以上測試，我們確認了此例的 Lock 的成因如下表格－

在分析個過程中，我們可以看到當優先執行 Transaction 2時，我們可以看到最後一個 wating Lock ID_report (no gap) 是不存在的，直到我們執行 Transaction 1時，這一個 LOCK才會出現，這就是 隱式鎖(implicit lock) 。

什麼是隱式鎖?

在 MySQL官方文檔中關於隱式鎖就只有這麼一條說明－

When UPDATE modifies a clustered index record, implicit locks are taken on affected secondary index records.

資訊量實在不是很足夠，再加上討論到的文章其實不是很多，因此只好搭配少量的文章搭配源碼來了解，下方出現的源碼取自 8.0 版本，並加上一些個人加上的註解方便理解。

延遲加鎖機制

讓我們試想一下，如果一張表上面有多個索引，這樣在異動其中一筆資料的時候，豈不是要在好幾個 B+Tree 上同時加鎖嗎 ?

加鎖也是一筆開銷，如果衝突的可能性很小的時候，多數的鎖應該都是不必要的。

Innodb 實現了一個延遲加鎖機制，以此來減少加鎖的數量，減少效能損耗的同時也提升併發性能。

隱式鎖的簡介

Innodb 實現的延遲加鎖的機制，在源碼中被稱為隱式鎖(implicit lock)

隱式鎖沒有實際加鎖，而是一種 logical entity，transaction 是否持有是透過一些過程來計算的。

隱式鎖中有一個重要的元素： db_trx_id！用來儲存產生該筆紀錄的 transaction ID，這是在 MVCC 中實現 快照讀 也有使用到的元素。

隱式鎖的特點

只有在很可能發生衝突時才加鎖，減少鎖的數量

隱式鎖式針對 B+Tree 上被修改的紀錄，因此都是 record lock，不可能是 gap lock 或 next-key lock

和顯式鎖的區別：

隱式鎖的使用

INSERT 操作一般只會加隱式鎖，不加顯示鎖。除了以下情況：

若 INSERT 的位置有 gap lock 時，則會加上 insert intention lock。

若 INSERT 的位置發生唯一鍵衝突時，則會將對方的隱式鎖升級為顯示鎖，自己則加上 shared lock 等待。

UPDATE 和 DELETE 操作在查詢時，會直接對查詢走的 index 和 primary key 使用顯示鎖，其他的 index 使用隱式鎖。

隱式鎖的具體過程

如果 transaction 要獲取行鎖 (不論是顯式或隱式)，則需要先判斷是否存在活躍的隱式鎖

cluster index：首先取得在該紀錄上持有隱式鎖的 transaction id，隨後透過 cluster index 中的隱藏欄位 db_trx_id 判斷前者是否為活躍事務。

secondary index：

從 secondary index page 中取得 PAGE_MAX_TRX_ID (T1)

PAGE_MAX_TRX_ID：該字段存在於 secondary index page 中，用於保存修改該 page 的最大 Transaction ID，當該 page 的任何紀錄被更新後，都會更新此值。

取得 InnoDB 活躍中事務中 最小的 Transaction ID (T2)

假如 T1 < T2 則說明修改這個 page 的 T1 已經 commit ，因此不存在隱式鎖。

反之，則必須再透過 cluster index 搭配 undo log 回溯舊版本數據進行判斷，此步驟較為複雜暫不詳解 (可透過 storage\innobase\row\row0vers.cc 中 row_vers_impl_x_locked 和 row_vers_impl_x_locked_low 了解詳細過程)