Mysql 间隙锁原理，以及Repeatable Read隔离级别下可以防止幻读原理(百度)

Mysql知识实在太丰富了，前几天百度的面试官问我MySql在Repeatable Read下面是否会有幻读出现，我说按照事务的特性当然会有，

但是面试官却说 Mysql 在Repeatable Read底下 也不会发生幻读的情况，因为Mysql有间隙锁的可以防止幻读；

我一头雾水，啥叫间隙锁。以下就是Mysql如何利用间隙锁防止幻读的总结：

我们都知道Mysql,Oracle PostgreSQL 可以利用MVCC来处理事务，防止加锁，来提高访问效率

MVCC只是工作在两种事务级别底下：(a) Read Committed (b) Repeatable Read;

因为其他两种：

(c)READ UNCOMMITTED==》总是读取最新的数据，不符合当前事务版本的数据行，

(d)Serializable则会对所有的行加锁。

这两种都不需要MVCC；

参考：Mysql 的InnoDB事务方面的 多版本并发控制如何实现 MVCC

这样说来 Mysql 也跟其他的数据库一样，当 Repeatable Read的时候会出现幻读的情况，其实不然，Mysql还有一种机制可以保证即使在Repeatable Read级别下面也不会出现幻读；

这就是间隙锁：

间隙锁跟MVCC一起工作。实现事务处理：

Repeatable Read隔离级别： 采用Next-key Lock(间隙锁) 来解决幻读问题.因此 Mysql 在Repeatable下面 幻读，可重复读，脏读 三者都不会发生

read committed隔离级别：采用Record锁,不会出现脏读，但是会产生"幻读"问题. 也会出现可重复读

(我查了很久，这个read committed模式下也会出现可重复读的问题参考：MySQL中Innodb的事务隔离级别和锁的关系的讲解教程)

间隙锁简介：

MySQL InnoDB支持三种行锁定方式：InnoDB的默认加锁方式是next-key 锁。

l   行锁（Record Lock）:锁直接加在索引记录上面，锁住的是key。

l   间隙锁（Gap Lock）:锁定索引记录间隙，确保索引记录的间隙不变。间隙锁是针对事务隔离级别为可重复读或以上级别而已的。

l   Next-Key Lock ：行锁和间隙锁组合起来就叫Next-Key Lock。

默认情况下，InnoDB工作在可重复读(Repeatable Read)隔离级别下，并且会以Next-Key Lock的方式对数据行进行加锁，这样可以有效防止幻读的发生。Next-Key Lock是行锁和间隙锁的组合，当InnoDB扫描索引记录的时候，会首先对索引记录加上行锁（Record Lock），再对索引记录两边的间隙加上间隙锁（Gap Lock）。加上间隙锁之后，其他事务就不能在这个间隙修改或者插入记录。 read committed隔离级别下

Gap Lock在InnoDB的唯一作用就是防止其他事务的插入操作，以此防止幻读的发生。

  Innodb自动使用间隙锁的条件：
（1）必须在Repeatable Read级别下
（2）检索条件必须有索引（没有索引的话，mysql会全表扫描，那样会锁定整张表所有的记录，包括不存在的记录，此时其他事务不能修改不能删除不能添加）

行锁（Record Lock）
记录锁其实很好理解，对表中的记录加锁，叫做记录锁，简称行锁。

生活中的间隙锁（Gap Lock）
编程的思想源于生活，生活中的例子能帮助我们更好的理解一些编程中的思想。
生活中排队的场景，小明，小红，小花三个人依次站成一排，此时，如何让新来的小刚不能站在小红旁边，这时候只要将小红和她前面的小明之间的空隙封锁，将小红和她后面的小花之间的空隙封锁，那么小刚就不能站到小红的旁边。
这里的小红，小明，小花，小刚就是数据库的一条条记录。
他们之间的空隙也就是间隙，而封锁他们之间距离的锁，叫做间隙锁。

Mysql中的间隙锁
下表中（见图一），id为主键，number字段上有非唯一索引的二级索引，有什么方式可以让该表不能再插入number=5的记录？

图一 

根据上面生活中的例子，我们自然而然可以想到，只要控制几个点，number=5之前不能插入记录，number=5现有的记录之间不能再插入新的记录，number=5之后不能插入新的记录，那么新的number=5的记录将不能被插入进来。

那么，mysql是如何控制number=5之前，之中，之后不能有新的记录插入呢（防止幻读）？
答案是用间隙锁，在RR级别下，mysql通过间隙锁可以实现锁定number=5之前的间隙，number=5记录之间的间隙，number=5之后的间隙，从而使的新的记录无法被插入进来。

间隙是怎么划分的？

注：为了方面理解，我们规定（id=A,number=B）代表一条字段id=A,字段number=B的记录，（C，D）代表一个区间，代表C-D这个区间范围。

图一中，根据number列，我们可以分为几个区间：（无穷小，2），（2，4），（4，5），（5，5），（5,11），（11，无穷大）。
只要这些区间对应的两个临界记录中间可以插入记录，就认为区间对应的记录之间有间隙。
例如：区间（2，4）分别对应的临界记录是（id=1,number=2），（id=3，number=4），这两条记录中间可以插入（id=2,number=3）等记录，那么就认为（id=1,number=2）与（id=3，number=4）之间存在间隙。

很多人会问，那记录（id=6，number=5）与（id=8，number=5）之间有间隙吗？
答案是有的，（id=6，number=5）与（id=8，number=5）之间可以插入记录（id=7，number=5），因此（id=6,number=5）与（id=8,number=5）之间有间隙的，

间隙锁锁定的区域
根据检索条件向左寻找最靠近检索条件的记录值A，作为左区间，向右寻找最靠近检索条件的记录值B作为右区间，即锁定的间隙为（A，B）。
图一中，where number=5的话，那么间隙锁的区间范围为（4,11）；

间隙锁的目的是为了防止幻读，其主要通过两个方面实现这个目的：
（1）防止间隙内有新数据被插入
（2）防止已存在的数据，更新成间隙内的数据（例如防止numer=3的记录通过update变成number=5）

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。 默认情况下，InnoDB工作在Repeatable Read隔离级别下，并且以Next-Key Lock的方式对数据行进行加锁，这样可以有效防止幻读的发生。Next-Key Lock是行锁与间隙锁的组合，当对数据进行条件，范围检索时，对其范围内也许并存在的值进行加锁！当查询的索引含有唯一属性（唯一索引，主键索引）时，Innodb存储引擎会对next-key lock进行优化，将其降为record lock,即仅锁住索引本身，而不是范围！若是普通辅助索引，则会使用传统的next-key lock进行范围锁定！

要禁止间隙锁的话，可以把隔离级别降为Read Committed，或者开启参数innodb_locks_unsafe_for_binlog。

对于快照读来说，幻读的解决是依赖mvcc解决。而对于当前读则依赖于gap-lock解决。

深层次的原理分析：

在MVCC并发控制中，读操作可以分成两类：快照读 (snapshot read)与当前读 (current read)。

快照读，读取的是记录的可见版本 (有可能是历史版本)，不用加锁。

当前读，读取的是记录的最新版本，并且，当前读返回的记录，都会加上锁，保证其他事务不会再并发修改这条记录。

在一个支持MVCC并发控制的系统中，哪些读操作是快照读？哪些操作又是当前读呢？以MySQL InnoDB为例：

• 快照读：简单的select操作，属于快照读，不加锁。(当然，也有例外，下面会分析)
  • select * from table where ?; 
• 当前读：特殊的读操作，插入/更新/删除操作，属于当前读，需要加锁。
  • select * from table where ? lock in share mode;
  • select * from table where ? for update;
  • insert into table values (…);
  • update table set ? where ?;
  • delete from table where ?;

  所有以上的语句，都属于当前读，读取记录的最新版本。并且，读取之后，还需要保证其他并发事务不能修改当前记录，对读取记录加锁。其中，除了第一条语句，对读取记录加S锁 (共享锁)外，其他的操作，都加的是X锁 (排它锁)。

MySQL/InnoDB定义的4种隔离级别：

• Read Uncommited
  

  可以读取未提交记录。此隔离级别，不会使用，忽略。

• Read Committed (RC)
  

  快照读忽略，本文不考虑。

  针对当前读，RC隔离级别保证对读取到的记录加锁 (record lock)，存在幻读现象。

• Repeatable Read (RR)
  

  快照读忽略，本文不考虑。

  针对当前读，RR隔离级别保证对读取到的记录加锁 (记录锁)，同时保证对读取的范围加锁，新的满足查询条件的记录不能够插入 (间隙锁)，不存在幻读现象。

• Serializable
  

  从MVCC并发控制退化为基于锁的并发控制。不区别快照读与当前读，所有的读操作均为当前读，读加读锁 (S锁)，写加写锁 (X锁)。

  Serializable隔离级别下，读写冲突，因此并发度急剧下降，在MySQL/InnoDB下不建议使用。

参考：MySQL中Innodb的事务隔离级别和锁的关系的讲解教程

参考：Mysql数据库事务的隔离级别和锁的实现原理分析

参考：Mysql innodb 间隙锁 (转)

参考：mysql repeatable-read 一次利用间隙锁解决幻读案例

参考：InnoDB间隙锁简介

参考：innodb中幻读与mvcc和间隙锁分析

参考：mysql-repeatable read可以避免幻读