The soul asks: How does MySQL solve phantom reads?

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概念

MySQL InnoDB支持三种行锁定方式：

• 行锁（Record Lock）：锁直接加在索引记录上面.

• 间隙锁（Gap Lock）：锁加在不存在的空闲空间,可以是两个索引记录之间,也可能是第一个索引记录之前或最后一个索引之后的空间.

• Next-Key Lock：行锁与间隙锁组合起来用就叫做Next-Key Lock.

当我们用范围条件而不是相等条件检索数据,并请求共享或排他锁时,InnoDB会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁;对于键值在条件范围内但并不存在的记录,叫做“间隙（GAP)”,InnoDB也会对这个“间隙”加锁,这种锁机制就是所谓的间隙锁（Next-Key锁）.

举例来说,假如user表中只有101条记录,其empid的值分别是 1,2,...,100,101,下面的SQL：

select * from  user where user_id > 100 for update;

是一个范围条件的检索,InnoDB不仅会对符合条件的user_id值为101的记录加锁,也会对user_id大于101（这些记录并不存在）的“间隙”加锁.

产生幻读的原因是,行锁只能锁住行,但是新插入记录这个动作,要更新的是记录之间的“间隙”.因此,为了解决幻读问题,InnoDB 只好引入新的锁,也就是间隙锁 (Gap Lock).

InnoDB使用间隙锁的目的,一方面是为了防止幻读,以满足相关隔离级别的要求,对于上面的例子,要是不使用间隙锁,如果其他事务插入了user_id大于100的任何记录,那么本事务如果再次执行上述语句,就会发生幻读;另外一方面,是为了满足其恢复和复制的需要

快照读和当前读

快照读历史数据－mvcc

innodb的默认事务隔离级别是rr（可重复读）.它的实现技术是mvcc（MVCC只在读提交可重复读两种隔离级别下工作）.基于版本的控制协议.该技术不仅可以保证innodb的可重复读,而且可以防止幻读.但是它防止的是快照读,也就是读取的数据虽然是一致的,但是数据是历史数据.

当前读最新数据－next-key lock

如何做到保证数据是一致的（也就是一个事务,其内部读取对应某一个数据的时候,数据都是一样的）,同时读取的数据是最新的数据.innodb提供了next－key lock,也就是结合gap锁与行锁,达到最终目的.

实现：

1.快照读(snapshot read)

简单的select操作(不包括 select ... lock in share mode, select ... for update)

2.当前读(current read)

select ... lock in share mode、select ... for update

insert、update、delete

在RR级别下,快照读是通过MVCC(多版本控制)和undo log来实现的,当前读是通过加record lock(记录锁)和gap lock(间隙锁)来实现的.

测试

建表innodb_lock：

DROP TABLE IF EXISTS `innodb_lock`;
CREATE TABLE `innodb_lock` (
  `a` int(10) NOT NULL,
  `b` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '',
  KEY `index_a` (`a`),
  KEY `index_b` (`b`)
) ENGINE=InnoDB;

插入数据,注意这里边没有a为2的数据：

INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('1', 'b2');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('3', '3');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('4', '4000');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('5', '5000');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('6', '6000');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('7', '7000');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('8', '8000');
INSERT INTO `innodb_lock` VALUES ('9', '9000');

（1）开启两个客户端,修改事务隔离级别为可重复读

（2）开启事务,在左侧客户端批量修改a为1~6范围内的数据.在右侧客户端插入a为2的数据.右侧操作被阻塞.说明有间隙锁.

（3）重复（2）,事务隔离级别依然是repeatable read,只不过变成在右侧客户端插入a为10的数据,成功.

（4）事务隔离级别设置为read committed,重复步骤（2）,发现右侧客户端的操作成功,说明该隔离级别无间隙锁.

（5）还要特别说明的是,InnoDB除了通过范围条件加锁时使用间隙锁外,如果使用相等条件请求给一个不存在的记录加锁,InnoDB也会使用间隙锁！左侧客户端给不存在的记录加锁,右侧客户端的增加操作阻塞.

但是,如果a是唯一索引,不会升级全表锁.

先添加唯一索引：

（6）重复步骤（5）,发现右侧客户端不会被阻塞,数据插入成功

小结

很显然,在使用范围条件检索并锁定记录时,InnoDB这种加锁机制会阻塞符合条件范围内键值的并发插入,这往往会造成严重的锁等待.因此,在实际应用开发中,尤其是并发插入比较多的应用,我们要尽量优化业务逻辑,尽量使用相等条件来访问更新数据,避免使用范围条件;当然,对一条不存在的记录加锁,也会有间隙锁的问题.

间隙锁在InnoDB的唯一作用就是防止其它事务的插入操作,以此来达到防止幻读的发生,所以间隙锁不分什么共享锁与排它锁.如果InnoDB扫描的是一个主键、或是一个唯一索引的话,那InnoDB只会采用行锁方式来加锁,而不会使用Next-Key Lock的方式,也就是说不会对索引之间的间隙加锁,仔细想想的话,这个并不难理解,大家也可以自己测试一下.

要禁止间隙锁的话,可以把隔离级别降为读已提交,或者开启参数innodb_locks_unsafe_for_binlog.

补充

MySQL InnoDB的可重复读并不保证避免幻读,需要应用使用加锁读来保证.而这个加锁度使用到的机制就是next-key locks.

本事务中第一次读取出一行,做了一次更新后,另一个事务里提交的数据就出现了,也可以看做是一种幻读：

t Session A                 Session B
|
| START TRANSACTION;        START TRANSACTION;
|
| SELECT * FROM innodb_lock;
| +------+-------+
| | a    | b    |
| +------+-------+
| |    1 | a    |
| +------+-------+
|                           INSERT INTO innodb_lock
|                           VALUES (2, 'b');
|
| SELECT * FROM innodb_lock;
| +------+-------+
| | a    | b    |
| +------+-------+
| |    1 | a    |
| +------+-------+
|                           COMMIT;
|
| SELECT * FROM innodb_lock;
| +------+-------+
| | a    | b    |
| +------+-------+
| |    1 | a    |
| +------+-------+
|
| UPDATE innodb_lock SET b='z';
| Rows matched: 2  Changed: 2 Warnings: 0
| (怎么多出来一行)
|
| SELECT * FROM innodb_lock;
| +------+-------+
| | a    | b    |
| +------+-------+
| |    1 | z    |
| |    2 | z    |
| +------+-------+
|

来源：blog.csdn.net/sinat_27143551/article/

details/81736330

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