面試突擊:MVCC 和間隙鎖有什么區(qū)別?
作者 | 磊哥
來源 | Java中文社群（ID：javacn666）
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MVCC 和間隙鎖是兩種完全不同的機制，但它們的目的都是相同的，都是用來保證數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問的，我們先來看二者的定義。
MVCC 定義
MVCC 是多版本并發(fā)控制（Multi-Version Concurrency Control）的縮寫，是一種并發(fā)控制的方法。
在 MVCC 中，每個讀操作會看到一個固定版本的數(shù)據(jù)庫記錄，即使在并發(fā)環(huán)境中，也不會出現(xiàn)讀取到了其他事務(wù)還未提交的數(shù)據(jù)的情況。
MVCC 通過保存數(shù)據(jù)在某個時間點的快照來實現(xiàn)這一點。在讀取數(shù)據(jù)時，只會讀取在該時間點之前提交的數(shù)據(jù)。在寫入數(shù)據(jù)時，會為每個寫入操作創(chuàng)建一個新版本的數(shù)據(jù)，而不是直接覆蓋原有的數(shù)據(jù)。這樣，讀操作就可以讀取舊版本的數(shù)據(jù)，而寫操作則可以寫入新版本的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了并發(fā)控制。
在 MySQL 中，InnoDB 存儲引擎就是使用 MVCC 來實現(xiàn)并發(fā)控制的。
間隙鎖定義
間隙鎖是一種鎖定索引范圍而非實際數(shù)據(jù)的鎖，它可以鎖定一個范圍，防止其他事務(wù)在這個范圍內(nèi)插入數(shù)據(jù)，從而保證了范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的唯一性。在 MySQL 中，InnoDB 存儲引擎支持間隙鎖。當(dāng)使用 SELECT ... FOR UPDATE 或 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 語句時，InnoDB 存儲引擎會自動使用間隙鎖來鎖定索引范圍。
如果一個事務(wù)在一個間隙上持有了鎖，那么其他事務(wù)就不能在這個間隙上插入數(shù)據(jù)，但是可以在這個間隙之前或之后的位置插入數(shù)據(jù)。
為什么要有 MVCC？
既然已經(jīng)有鎖可以防止并發(fā)訪問了，那為什么還需要 MVCC 呢？MVCC 的誕生主要是出于性能的考慮，因為 MVCC 中沒有用到鎖，它是通過多版本并發(fā)控制的手段來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫并發(fā)訪問的，這樣相比于加鎖性能就會好很多。
MVCC 實現(xiàn)原理
MVCC 竟然這么強，那它是怎么實現(xiàn)的呢？簡單來說 MVCC 是通過以下 3 大組件實現(xiàn)的：
- 隱藏字段：每個執(zhí)行的 SQL 命令都有幾個隱藏的字段，其中有一個事務(wù) ID 字段，很重要。
- undo log（回滾日志）：里面記錄了 SQL 命令執(zhí)行的歷史數(shù)據(jù)。
- Read View（讀視圖）：包含快照讀（一個快照，保存了數(shù)據(jù)庫某個時刻的數(shù)據(jù)）和一些重要的屬性。
它的實現(xiàn)原理簡單來說，是通過 SQL 中隱藏的字段事務(wù) ID（自己的版本號）和 Read View 中的屬性版本號進行對比，對比之后決定使用 Read View 中的快照或 undo log 中的歷史數(shù)據(jù)（對比的規(guī)則是 MVCC 機制的規(guī)定，本文不展開討論），最后再將符合的數(shù)據(jù)返回。
MVCC 可以解決幻讀嗎？
幻讀是指在一個事務(wù)中，第一次查詢某個范圍的數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)有一些數(shù)據(jù)符合條件，但是當(dāng)再次查詢同樣的范圍時，卻發(fā)現(xiàn)多了一些或者少了一些數(shù)據(jù)。這種情況就被稱為幻讀。幻讀是由于并發(fā)事務(wù)中的數(shù)據(jù)修改操作導(dǎo)致的，比如在一個事務(wù)中，另一個事務(wù)插入了一條符合條件的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致第二次查詢時多了一條數(shù)據(jù)。
MVCC 機制可以解決部分幻讀問題，MVCC 是通過保存數(shù)據(jù)在某個時間點的快照來實現(xiàn)來解決（部分）幻讀問題的，在讀取數(shù)據(jù)時，MVCC 會根據(jù)快照來確定可見的數(shù)據(jù)版本。這樣，即使其他事務(wù)在讀取數(shù)據(jù)時進行了修改，也不會影響當(dāng)前事務(wù)的讀取結(jié)果。
因此，MVCC 可以有效地解決這部分幻讀問題。但需要注意的是，MVCC 只能解決讀取數(shù)據(jù)時的幻讀問題，對于寫入數(shù)據(jù)時的幻讀問題，還需要配合鎖機制或使用更高的事務(wù)隔離級別（串行化）來解決。
也就是說，想要徹底解決 MySQL InnoDB 中 RR（REPEATABLE READ，可重復(fù)讀）事務(wù)隔離級別的幻讀問題，需要使用 MVCC + 鎖機制共同來實現(xiàn)。
鎖分類
在 MySQL InnoDB 中的鎖機制不止有間隙鎖，還有行鎖和臨建鎖等。
行鎖、間隙鎖和臨建鎖有什么區(qū)別？
行鎖、間隙鎖和臨建鎖都是 MySQL 中的鎖機制，它們的區(qū)別如下：
- 行鎖是針對某一行數(shù)據(jù)進行的鎖定，可以防止其他事務(wù)修改該行數(shù)據(jù)。
- 間隙鎖是針對某一范圍的數(shù)據(jù)進行的鎖定，可以防止其他事務(wù)在該范圍內(nèi)插入數(shù)據(jù)。
- 臨建鎖是行鎖和間隙鎖的組合，可以理解為一種特殊的間隙鎖，它等于行鎖+間隙鎖，除了鎖住記錄本身，還會鎖住索引之間的間隙，即鎖定一段左開右閉的索引區(qū)間。
小結(jié)
MVCC 和鎖機制解決了 MySQL InnoDB 中 RR 事務(wù)隔離級別的幻讀問題，而 MySQL 中的鎖類型又有很多種，如行鎖、間隙鎖、臨建鎖等。
最后
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