[MySQL] InnoDB 의 잠금 방식: 레코드락, 갭락, 넥스트키락

🚀  개요

RealMySQL 책을 읽다가 InnoDB 스토리 엔진이 제공하는 락인 레코드락, 갭락, 넥스트키락에 대해 알게 되었다. 이 잠금들이 무엇이고 어떤 잠금 효과가 있는지 알아보자.

회원 테이블

백날 개념만 읽어봤자 잘 이해가 되지 않는다. 간단한 회원 테이블을 생성하여 실제 쿼리를 날려보며 락을 이해해보자. 회원 테이블은 다음과 같이 회원 아이디(member_id), 회원 이름(name), 회원 닉네임(nickname), 회원 나이(age)로 구성된다.

10개의 회원 데이터를 생성하였다. 이제 이 데이터에 락을 걸어보며 실험해보자.

📖 InnoDB 의 레코드락

InnoDB 는 테이블의 레코드가 아닌 인덱스의 레코드를 잠근다. InnoDB 의 레코드락의 특징은 다음과 같다.

• 인덱스를 통해 검색되는 모든 레코드를 잠근다.
• 조건절에 인덱스 컬럼이 없다면 테이블을 풀스캔하면서 모든 레코드를 잠근다.
• 테이블에 인덱스가 하나도 존재하지 않는 경우, 내부적으로 자동 생성된 클러스터 인덱스를 이용해 잠금을 설정한다.
• 인덱스가 여러 개라면 더 좁은 범위의 인덱스를 잠근다.

회원 테이블에서 설정한 인덱스는 다음과 같다.

🧪 실험 1. PK 조건의 잠금

select * from member where member_id=1 for update ;

🔑 Lock

• member_id 가 1 인 레코드가 잠김

🧪 실험 2. UNIQUE 조건의 잠금

select * from member where nickname='nickname1' for update ;

🔑 Lock

• member_id 가 1인 레코드가 잠김
• nickname 가 'nickname1' 인 레코드가 잠김

🧪 실험 3. NON-UNIQUE 인덱스 조건의 잠금

select * from member where age=20 for update ;

🔑 Lock

• member_id 가 1, 4, 5 인 레코드가 잠김
• age 가 20 인 레코드들이 잠김
• age 20 바로 다음의 인덱스인 23 에 갭락이 걸림(갭락은 뒤에서 설명)

🧪 실험 4. 인덱스가 아닌 조건의 잠금

select * from member where name='a' for update ;

🔑 Lock

• 인덱스의 모든 레코드가 잠김

📖 갭(GAP)락이란?

레코드 자체가 아닌 레코드와 바로 앞에 인접한 레코드 사이의 간격만을 잠그는 락이다. REPEATABLE_READ 격리 수준에서 동작하며, 레코드와 레코드 사이의 간격에 새로운 레코드가 생성(INSERT)되는 것을 방지한다. MySQL 의 REPEATABLE_READ 격리 수준에서 락 조회에서 Phantom Read 가 발생하지 않는 이유도 갭락을 지원하기 때문이다. 넥스트키락은 레코드락과 갭락을 합쳐놓은 것이다.

LOCK_MODE

X, REC_NOT_GAP	X, GAP	X
레코드락	갭락	넥스트키락(레코드락 + 갭락)

🧪 실험 1. PK 조건의 단일 잠금

select * from member where member_id=1 for update ;

🔑 Lock

UNIQUE 인덱스(PK, UNIQUE KEY) 조건의 단일 잠금은 갭락이 걸리지 않는다. 유일한 값에 대해서는 간격 잠금이 필요하지 않기 때문이다.

🧪 실험 2. PK 조건의 범위 잠금

select * from member where member_id between 7 and 15 for update ;

🔑 Lock

• member_id 가 7, 8, 9, 10 인 레코드가 잠김
• member_id 가 7~8, 8~9, 9~10 인 간격이 잠김
• 인덱스에 존재하는 가장 큰 값(10~) 이후의 모든 간격이 잠김(supremum pseudo-record)

member_id 가 7~15 사이는 물론 15 이상에 데이터가 삽입될 수 없다. 상한 값인 15 가 현재 인덱스에 존재하는 가장 큰 값인 10 보다 크기 때문에 10 이후의 간격이 잠긴 것이다. 

🧪 실험 3.NON-UNIQUE 인덱스 조건의 단일 잠금

select * from member where age=20 for update ;

🔑 Lock

• age 가 인덱스가 20 인 레코드들과 간격이 잠김
• age 가 20~23 인 간격이 잠김

age 가 20~23 인 간격에 갭락이 걸려, 한 트랜잭션 내에서 age 가 20 인 회원을 락 조회를 할 때 항상 동일한 데이터가 조회되는 것을 보장한다.

🧪 실험4. NON-UNIQUE 인덱스 조건의 범위 잠금

select * from member where age between 23 and 27 for update ;

🔑 Lock

• age 가 23, 27, 28 인 레코드들과 간격이 잠김

age 가 28 인 데이터에는 갭락만 걸려도 Phantom Read 가 발생하지 않을 것 같은데 넥스트키락이 걸리는 이유가 무엇일까? 이 부분은 알게되면 내용을 추가해야겠다.

🔚 결론

이번에 InnoDB 의 락을 공부하면서 개발자가 의도하지 않은 락이 걸리는 경우가 많다는 것을 알게 되었다. 의도하지 않은 락으로 인해 동시성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 MySQL 을 사용할 때 다음과 같은 상황을 주의하자!

1. 조건절에 인덱스 컬럼이 하나도 존재하지 않는다면 인덱스의 모든 레코드가 잠긴다. 인덱스가 없는 컬럼으로 락 조회를 해야 할 경우, 해당 컬럼에 인덱스를 설정할 것을 고려해 보자.
2. 트랜잭션 격리 수준이 REPEATABLE_READ 라면, 갭 락에 의해 의도하지 않은 큰 범위에 잠금이 걸릴 수도 있다. 이 경우, 트랜잭션 격리 수준을 READ_COMMITED 로 낮추는 방법을 고려해 보자.