《Mysql - 幻读》

一：准备

　　- 为了深入了解幻读，准备数据。

• • CREATE TABLE `t` (
      `id` int() NOT NULL,
      `c` int() DEFAULT NULL,
      `d` int() DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`),
      KEY `c` (`c`)
    ) ENGINE=InnoDB;
    insert into t values(,,),(,,),(,,),(,,),(,,),(,,);

　　

　　- 思考

　　　　- 下面的语句是什么时候加锁，什么时候释放锁的呢？

• • begin;
    select * from t where c= for update;
    commit;

　　　　- InnoDB 的默认事务隔离级别是可重复读，所以下面的问题，都是设定在可重复读隔离级别下。

　　　　- 其他隔离级别会在末尾讲述。

二：什么是幻读？

　　- 幻读（读已提交隔离级别下的表现）

　　　　- 

　　

　　- 问题解读

　　　　- 可以看到，session A 里执行了三次查询，分别是 Q1、Q2 和 Q3。它们的 SQL 语句相同，都是 select * from t where d=5 for update。

　　　　- 这个语句的意思你应该很清楚了，查所有 d=5 的行，而且使用的是当前读，并且加上写锁。

　　　　- 红字中是每个事务读到的结果，会发现，每次返回的记录都不同。

　　

　　- 幻读定义

　　　　 - 也就是说，幻读指的是一个事务在前后两次查询同一个范围的时候，后一次查询看到了前一次查询没有看到的行。

三：幻读存在的问题？

　　- 语意问题

　　　　- session A 在 T1 时刻就声明了，“我要把所有 d=5 的行锁住，不准别的事务进行读写操作”。

　　　　- 而实际上，这个语义被破坏了。

　　- 数据一致性问题

　　　　- 这个一致性，不止是数据库内部数据状态在此刻的一致性，还包含了数据和日志在逻辑上的一致性。

　　- 那我把经过的记录都加上锁，能解决这个问题了么？

　　　　- 

　　　　- 可以看出，即使对所有经过的记录加锁，也不能阻止 session A 读到多余的记录。

　　　　- 原因很简单。在 T3 时刻，我们给所有行加锁的时候，id=1 这一行还不存在，不存在也就加不上锁。

　　　　- 也就是说，即使把所有的记录都加上锁，还是阻止不了新插入的记录。

　　　　- 所以，InnoDB为了解决幻读，设计出了一种新锁。

四：如何解决幻读？（也是可重复读隔离级别的实现原理）

　　- 使用间隙锁

　　　　- 现在你知道了，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)。

　　　　- 顾名思义，间隙锁，锁的就是两个值之间的空隙。

　　　　- 比如文章开头的表 t，初始化插入了 6 个记录，这就产生了 7 个间隙。

　　　　- 

　　　　- 这样，当你执行 select * from t where d=5 for update 的时候，就不止是给数据库中已有的 6 个记录加上了行锁，还同时加了 7 个间隙锁。

　　　　　　- 这样就确保了无法再插入新的记录。

　　　　- 也就是说这时候，在一行行扫描的过程中，不仅将给行加上了行锁，还给行两边的空隙，也加上了间隙锁。

　　　　- 现在你知道了，数据行是可以加上锁的实体，数据行之间的间隙，也是可以加上锁的实体。

　　　　- 但是间隙锁跟我们之前碰到过的锁都不太一样。

　　- 间隙锁和行锁

　　　　- 行锁的冲突关系为

　　　　　　- 

　　　　　　- 也就是说，跟行锁有冲突关系的是“另外一个行锁”。

　　　　- 间隙锁的冲突关系为

　　　　　　-  跟间隙锁存在冲突关系的，是“往这个间隙中插入一个记录”这个操作。

　　　　　　- 通过下面的死锁来解释这个锁关系

　　　　　　　　- 

　　　　　　　　- 间隙锁死锁解释

　　　　　　　　　　- session A 执行 select … for update 语句，由于 id=9 这一行并不存在，因此会加上间隙锁 (5,10);

　　　　　　　　　　- session B 执行 select … for update 语句，同样会加上间隙锁 (5,10)，间隙锁之间不会冲突，因此这个语句可以执行成功；

　　　　　　　　　　- session B 试图插入一行 (9,9,9)，被 session A 的间隙锁挡住了，只好进入等待；

　　　　　　　　　　- session A 试图插入一行 (9,9,9)，被 session B 的间隙锁挡住了。

　　　　　　　　　　- 至此，两个 session 进入互相等待状态，形成死锁。

　　　　　　　　　　- 当然，InnoDB 的死锁检测马上就发现了这对死锁关系，让 session A 的 insert 语句报错返回了。

　　- 理解了间隙锁的冲突关系后

　　　　- 通过间隙锁和 next-key lock 的引入，帮我们解决了幻读的问题，但是可能会导致同样的语句锁住更大的范围，这其实是影响了并发度的。

五：回头看 问题 select * from t where d=5 for update; 的锁？

　　- 前提是在该字段有索引的情况下

　　　　- 因为 InnoDB 的加锁是根据索引加锁的，在没有索引的字段上执行，会导致锁全表。

　　- 在读提交的隔离级别下

　　　　- 读提交隔离级别下，在语句执行完成后，是只有行锁的。

　　　　- 而且语句执行完成后，InnoDB 就会把不满足条件的行行锁去掉。

　　- 在可重复读的隔离级别下

　　　　- 由于间隙锁，会锁住 0-5/5-10 两个间隙范围。