前言

大部分人在日常的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)中，其實(shí)很少去關(guān)注數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)相關(guān)問(wèn)題，基本上都是 CURD 一把梭。正好最近在看 MySQL 的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，其中對(duì)于幻讀問(wèn)題之前一直沒(méi)有理解深刻，今天就來(lái)聊聊「InnoDB 是如何解決幻讀的」，話不多說(shuō)，下面進(jìn)入主題。

事務(wù)隔離級(jí)別

事務(wù)隔離是數(shù)據(jù)庫(kù)處理的基礎(chǔ)之一，是?ACID?中的?I。在 MySQL 的 InnoDB 引擎中支持在?SQL:1992?標(biāo)準(zhǔn)中的四種事務(wù)隔離級(jí)別，如下圖所示，其中 P1 表示臟讀（Dirty read），P2 表示不可重復(fù)讀（Dirty read），P3 表示幻讀（Phantom）。

為什么需要定義這么多隔離呢？從上圖中也能猜出一二了，InnoDB 提供多個(gè)隔離級(jí)別主要原因是：讓使用者可以在多個(gè)事務(wù)同時(shí)進(jìn)行更改和執(zhí)行查詢時(shí)微調(diào)性能與結(jié)果的可靠性、一致性和可再現(xiàn)性之間的平衡的設(shè)置。是一種性能與結(jié)果可靠性間的?trade off。

什么是幻讀

在聊「InnoDB 解決幻讀方式」前我們需要先了解幻讀是什么，官方文檔的描述如下：

A row that appears in the?result set?of a query, but not in the?result set?of an earlier query.

其中我加粗的「result set」是關(guān)鍵的地方，兩次查詢返回的是結(jié)果集，說(shuō)明必須是一個(gè)范圍查詢操作?？偨Y(jié)下，幻讀就是：在同一個(gè)事務(wù)中，在前后兩次查詢相同范圍時(shí)，兩次查詢得到的結(jié)果是不一致的。所以幻讀會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。

InnoDB 解決幻讀方式

為了解決上述的幻讀問(wèn)題，InnoDB 引入了兩種鎖，分別是「間隙鎖」和「next-key 鎖」。下面通過(guò)一個(gè)示例來(lái)描述這兩種鎖的作用分別是什么。假如存在一個(gè)這樣的 B+ Tree 的索引結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中有 4 個(gè)索引元素分別是：9527、9530、9535、9540。

此時(shí)當(dāng)我們使用如下 SQL 通過(guò)主鍵索引查詢一條記錄，并且加上 X 鎖（排它鎖）時(shí)：

select * from user where id = 9527 for update;

這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)記錄鎖（也就是行鎖），鎖定?id = 9527?這個(gè)索引。

在被鎖定的記錄（這里是 id = 9527）的鎖釋放之前，其它事務(wù)無(wú)法對(duì)這條被鎖定記錄做任何操作。再回憶一下，前面說(shuō)的幻讀定義「在同一個(gè)事務(wù)中，在前后兩次查詢相同范圍時(shí)，兩次查詢得到的結(jié)果是不一致」。注意，這里強(qiáng)調(diào)的是范圍查詢。

InnoDB 要解決幻讀問(wèn)題，就必須得保證在如果在一個(gè)事務(wù)中，通過(guò)如下這條語(yǔ)句進(jìn)行鎖定時(shí)：

select * from user where id > 9530 and id < 9535 for update;

此時(shí)，另外一個(gè)語(yǔ)句再執(zhí)行一如下這條 insert 語(yǔ)句時(shí)，需要被阻塞，直到上面這個(gè)獲得鎖的事務(wù)釋放鎖后才能執(zhí)行。

insert into user(id, name, age) values(9533, 'Jack', 44);

為此，InnoDB 引入了「間隙鎖」，它的主要功能是鎖定一段范圍內(nèi)的索引記錄。比如上面查詢?id > 9530 and id < 9535?的時(shí)候，對(duì) B+ Tree 中的（9530，9535）這個(gè)開(kāi)區(qū)間范圍的索引加間隙鎖。

在這種加了間隙鎖的情況下，其它事務(wù)對(duì)這個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、更新、刪除都會(huì)被鎖住直到這個(gè)獲取到鎖的事務(wù)釋放。

這種是在區(qū)間之間的情況，你可能想到另外的一種情況：鎖定多個(gè)區(qū)間，如下的一條語(yǔ)句：

select * from user where id > 9530 for update;

上面這條查詢語(yǔ)句是針對(duì)?id > 9530?這個(gè)條件加鎖，那么此時(shí)它需要鎖定多個(gè)索引區(qū)間，所以在這種情況下 InnoDB 引入了「next-key 鎖」機(jī)制。其實(shí) next-key 鎖的效果相當(dāng)于間隙鎖和記錄鎖的合集，記錄鎖鎖定存在的記錄行，間隙鎖鎖住記錄行之間的間隙，而 next-key 鎖它鎖住的是兩者之和。

在 InnoDB 中，每個(gè)數(shù)據(jù)行上的非唯一索引列上都會(huì)存在一把 next-key 鎖，當(dāng)某個(gè)事務(wù)持有該數(shù)據(jù)行的 next-key 鎖時(shí)，會(huì)鎖住一段左開(kāi)右閉區(qū)間的數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)通過(guò)?id > 9530?這樣一種范圍查詢加鎖時(shí)，會(huì)加 next-key 鎖，鎖定區(qū)間是范圍是：

(9530，9535] (9535，9540] (9540，+∞]

間隙鎖（也叫 Gap 鎖）和 next-key 鎖的區(qū)別在于加鎖的范圍，間隙鎖只鎖定兩個(gè)索引之間的引用間隙，而 next-key 鎖會(huì)鎖定多個(gè)索引區(qū)間，它包含「記錄鎖」和「間隙鎖」。所以，當(dāng)我們使用了范圍查詢，不僅僅命中了已存在的 Record 記錄，還包含了 Gap 間隙。