前面我寫(xiě)了很多Mysql相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，到這一篇稍微可以串一下了，從SQL執(zhí)行流程、MVCC到鎖，很多時(shí)候可能覺(jué)得對(duì)于間隙鎖和Next-Key Lock好像已經(jīng)理解了，但是好像又覺(jué)得理解差那么一點(diǎn)意思，這篇文章從頭來(lái)梳理一下概念，明確一下這些知識(shí)。

鎖

首先，對(duì)于Mysql來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)了兩種行級(jí)鎖：

共享鎖：允許事務(wù)讀一行數(shù)據(jù)，一般記為S，也稱為讀鎖

排他鎖：允許事務(wù)刪除或者更新一行數(shù)據(jù)，一般記為X，也稱為寫(xiě)鎖

關(guān)于讀寫(xiě)鎖的互斥性，應(yīng)該都很清楚，讀鎖只能和讀鎖兼容，其他場(chǎng)景都無(wú)法兼容，這里不再贅述吧。

隔離級(jí)別

繼續(xù)回顧下關(guān)于Mysql的4個(gè)隔離級(jí)別：

讀未提交Read Uncommitted：能讀到其他事務(wù)還沒(méi)有提交的數(shù)據(jù)，這種現(xiàn)象叫做臟讀。

讀已提交Read Committed：只會(huì)讀取其他事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，所以不會(huì)產(chǎn)生RC的臟讀問(wèn)題。所以又帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題叫做不可重復(fù)讀，一個(gè)事務(wù)中兩次一樣的SQL查詢可能查到的結(jié)果不一樣。

可重復(fù)讀Repeatable Read：RR是Mysql的默認(rèn)隔離級(jí)別，一個(gè)事務(wù)中兩次SQL查詢總是會(huì)查到一樣的結(jié)果，不存在不可重復(fù)讀的問(wèn)題，但是還是會(huì)有幻讀的問(wèn)題。

串行Serializable：串行場(chǎng)景沒(méi)有任何問(wèn)題，完全串行化的操作，讀加讀鎖，寫(xiě)加寫(xiě)鎖。

幻讀、Next-Key Lock、MVCC

簡(jiǎn)單的回顧完了基礎(chǔ)，那么我們看看RR級(jí)別下還會(huì)存在的幻讀到底是什么問(wèn)題，Mysql官方文檔這樣描述的：

The so-called phantom problem occurs within a transaction when the same query produces different sets of rows at different times. For example, if a SELECT is executed twice, but returns a row the second time that was not returned the first time, the row is a “phantom” row.

翻譯過(guò)來(lái)就是，幻讀指的是同一事務(wù)下，不同的時(shí)間點(diǎn)，同樣的查詢，得到不同的行記錄的集合。

如果說(shuō)一個(gè)select執(zhí)行了兩次，但是第二次比第一次多出來(lái)行記錄，這就是幻讀。

所以，對(duì)于幻讀來(lái)說(shuō)那一定是新增插入的數(shù)據(jù)！

比如說(shuō)在一個(gè)事務(wù)內(nèi)，先查詢select * from user where age=10 for update，得到的結(jié)果是id為[1,2,3]的記錄，再次執(zhí)行查詢，得到了結(jié)果為[1,2,3,4]的記錄，這是幻讀。

那怎么解決幻讀的問(wèn)題？以前我在文章里說(shuō)解決幻讀的原理是MVCC（MVCC原理看這里）很多網(wǎng)上的文章也有這么寫(xiě)的，其實(shí)不能說(shuō)錯(cuò)，但是肯定也是不太對(duì)的，準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō)應(yīng)該是通過(guò)MVCC+Next-Key Lock的方式才解決了幻讀的問(wèn)題。

對(duì)于MVCC中的讀可以分為兩種，分別叫做快照讀和當(dāng)前讀(這個(gè)當(dāng)前讀的說(shuō)法我在書(shū)里翻了半天也沒(méi)有找到，但是看網(wǎng)上一堆資料和大佬都叫當(dāng)前讀，那么我們就叫當(dāng)前讀吧，你知道的話可以告訴我哪本書(shū)有這個(gè)稱呼，Mysql我只看見(jiàn)Lock reading或者鎖定讀的叫法，有的也說(shuō)鎖定讀就是當(dāng)前讀，但是并沒(méi)有找到當(dāng)前讀這種稱呼的出處在哪兒)。

快照讀就是簡(jiǎn)單的select查詢，查詢的都是快照版本，這個(gè)場(chǎng)景下因?yàn)槎际腔贛VCC來(lái)查詢快照的某個(gè)版本，所以不會(huì)存在幻讀的問(wèn)題，也可以認(rèn)為是解決了幻讀的方案之一，對(duì)于RC級(jí)別來(lái)說(shuō)，因?yàn)槊看尾樵兌贾匦律梢粋€(gè)read view，也就是查詢的都是最新的快照數(shù)據(jù)，所以會(huì)可能每次查詢到不一樣的數(shù)據(jù)，造成不可重復(fù)讀，而對(duì)于RR級(jí)別來(lái)說(shuō)只有第一次的時(shí)候生成read view，查詢的是事務(wù)開(kāi)始的時(shí)候的快照數(shù)據(jù)，所以就不存在不可重復(fù)讀的問(wèn)題，當(dāng)然就更不可能有幻讀的問(wèn)題了。

所以，現(xiàn)在我們說(shuō)幻讀，其實(shí)不是指快照讀的場(chǎng)景，而是指的是當(dāng)前讀的場(chǎng)景。

當(dāng)前讀指的是lock in share mode、for update 、insert、update、delete這些需要加鎖的操作。對(duì)于MVCC來(lái)說(shuō)就是解決的快照讀的場(chǎng)景，而對(duì)于當(dāng)前讀那么就是Next-Key Lock要解決的事情。

那么Next-Key Lock是什么？怎么解決的幻讀？

行鎖有寫(xiě)鎖X和讀鎖S兩種，實(shí)際上行鎖有3種實(shí)現(xiàn)算法，Next-Key Lock是其中之一。

第一種叫做Record Lock，字面意思，行記錄的鎖，實(shí)際上指的是對(duì)索引記錄的鎖定。

比如執(zhí)行語(yǔ)句select * from user where age=10 for update，將會(huì)鎖住user表所有age=10的行記錄，所有對(duì)age=10的記錄的操作都會(huì)被阻塞。

第二種都比較熟悉，叫做Gap Lock，也就是間隙鎖，它用于鎖定的索引之間的間隙，但是不會(huì)包含記錄本身。

比如語(yǔ)句select * from user where age>1 and age<10 for update，將會(huì)鎖住age在(1,10)的范圍區(qū)間，此時(shí)其他事務(wù)對(duì)該區(qū)間的操作都會(huì)被阻塞。

間隙鎖是可重復(fù)讀RR隔離級(jí)別下特有的，另外還有幾種場(chǎng)景也會(huì)不使用間隙鎖。

事務(wù)隔離級(jí)別設(shè)置為讀已提交RC ，這樣肯定沒(méi)有間隙鎖了。
Innodb_locks_unsafe_for_binlog設(shè)置為1
另外一種情況適用于主鍵索引或者唯一索引的等值查詢條件，比如select * from user where id=1，id是主鍵索引，這樣只使用Record Lock就可以了，因?yàn)槟芪ㄒ绘i定一條記錄，所以沒(méi)有必要再加間隙鎖了，這是鎖降級(jí)的過(guò)程。

而第三種Next-Key Lock實(shí)際上就是相當(dāng)于Record Lock+Gap Lock的組合。比如索引有10，20，30幾個(gè)值，那么被鎖住的區(qū)間可能會(huì)是(-∞,10]，(10,20]，(20,30]，(30,+∞)。

解決幻讀

上一篇關(guān)于更新SQL執(zhí)行過(guò)程我們已經(jīng)對(duì)這個(gè)基礎(chǔ)有了一定的了解，在這里我們?nèi)サ艉瓦@里內(nèi)容無(wú)關(guān)的一些日志的細(xì)節(jié)，把給數(shù)據(jù)加鎖的流程加入進(jìn)去，這樣通過(guò)SQL執(zhí)行可以更好地理解Next-Key Lock到底是如何解決幻讀的，執(zhí)行過(guò)程如下：

首先第一步Server層會(huì)來(lái)查詢數(shù)據(jù)
存儲(chǔ)引擎根據(jù)查詢條件查到數(shù)據(jù)之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖，Record Lock或者間隙鎖，然后返回?cái)?shù)據(jù)
Server層拿到數(shù)據(jù)之后調(diào)用API去存儲(chǔ)引擎更新數(shù)據(jù)
最后存儲(chǔ)引擎返回結(jié)果，流程結(jié)束

搞一張表說(shuō)明一下，user表有4個(gè)字段，id是主鍵索引，name是唯一索引，age是普通索引，city沒(méi)有索引，然后插入一些測(cè)試數(shù)據(jù)，下面區(qū)分一下幾種情況來(lái)說(shuō)明是怎么加Next-Key Lock的，然后就知道為啥會(huì)沒(méi)有幻讀的問(wèn)題了。

沒(méi)有索引

更新語(yǔ)句update user set city='nanjing' where city='wuhan'會(huì)發(fā)生什么？

因?yàn)?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(255, 100, 65);">city是沒(méi)有索引的，所以存儲(chǔ)引擎只能給所有的記錄都加上鎖，然后把數(shù)據(jù)都返回給Server層，然后Server層把city改成nanjing，再更新數(shù)據(jù)。

因此，首先Record Lock會(huì)鎖住現(xiàn)有的7條記錄，間隙鎖則會(huì)對(duì)主鍵索引的間隙全部加上間隙鎖。

所以，更新的時(shí)候沒(méi)有索引是非?？膳碌囊患虑椋喈?dāng)于把整個(gè)表都給鎖了，那表都給鎖了當(dāng)然不存在幻讀了。

普通索引

我們?cè)偌僭O(shè)一個(gè)語(yǔ)句select * from user where age=20 for update。

因?yàn)?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(255, 100, 65);">age是一個(gè)普通索引，存儲(chǔ)引擎根據(jù)條件過(guò)濾查到所有匹配age=20的記錄，給他們加上寫(xiě)鎖，間隙鎖會(huì)加在(10,20)，(20,30)的區(qū)間上，因此現(xiàn)在無(wú)論怎樣都無(wú)法插入age=20的記錄了

為什么要鎖定這兩個(gè)區(qū)間？如果不鎖定這兩個(gè)區(qū)間的話，那么還能插入比如id=11,age=20或者id=21,age=20的記錄，這樣就存在幻讀了。

（那實(shí)際上寫(xiě)鎖不光是在會(huì)加在age普通索引上，還會(huì)加在主鍵索引上，因?yàn)閿?shù)據(jù)都是在主鍵索引下對(duì)吧，這個(gè)肯定也要加鎖的，為了看起來(lái)簡(jiǎn)單點(diǎn)，就不畫(huà)出來(lái)了）