Mysql 間隙鎖原理，以及Repeatable Read隔離級別下能夠防止幻讀原理(百度)

時間 2019-11-17

標籤 mysql 間隙原理以及 repeatable read 隔離級別能夠防止百度欄目 MySQL 简体版

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Mysql知識實在太豐富了，前幾天百度的面試官問我MySql在Repeatable Read下面是否會有幻讀出現，我說按照事務的特性固然會有，html

可是面試官卻說 Mysql 在Repeatable Read底下也不會發生幻讀的狀況，由於Mysql有間隙鎖的能夠防止幻讀；mysql

我一頭霧水，啥叫間隙鎖。如下就是Mysql如何利用間隙鎖防止幻讀的總結：面試

咱們都知道Mysql,Oracle PostgreSQL 能夠利用MVCC來處理事務，防止加鎖，來提升訪問效率sql

MVCC只是工做在兩種事務級別底下：(a) Read Committed (b) Repeatable Read;數據庫

由於其餘兩種：編程

(c)READ UNCOMMITTED==》老是讀取最新的數據，不符合當前事務版本的數據行，併發

(d)Serializable則會對全部的行加鎖。mvc

這兩種都不須要MVCC； post

參考：Mysql 的InnoDB事務方面的多版本併發控制如何實現 MVCC優化

這樣說來 Mysql 也跟其餘的數據庫同樣，當 Repeatable Read的時候會出現幻讀的狀況，其實否則，Mysql還有一種機制能夠保證即便在Repeatable Read級別下面也不會出現幻讀；

這就是間隙鎖：

間隙鎖跟MVCC一塊兒工做。實現事務處理：

Repeatable Read隔離級別：採用Next-key Lock(間隙鎖) 來解決幻讀問題.所以 Mysql 在Repeatable下面幻讀，可重複讀，髒讀三者都不會發生

read committed隔離級別：採用Record鎖,不會出現髒讀，可是會產生"幻讀"問題. 也會出現可重複讀

(我查了好久，這個read committed模式下也會出現可重複讀的問題參考：MySQL中Innodb的事務隔離級別和鎖的關係的講解教程)

間隙鎖簡介：

MySQL InnoDB支持三種行鎖定方式：InnoDB的默認加鎖方式是next-key 鎖。

l 行鎖（Record Lock）:鎖直接加在索引記錄上面，鎖住的是key。

l 間隙鎖（Gap Lock）:鎖定索引記錄間隙，確保索引記錄的間隙不變。間隙鎖是針對事務隔離級別爲可重複讀或以上級別而已的。

l Next-Key Lock ：行鎖和間隙鎖組合起來就叫Next-Key Lock。

默認狀況下，InnoDB工做在可重複讀(Repeatable Read)隔離級別下，而且會以Next-Key Lock的方式對數據行進行加鎖，這樣能夠有效防止幻讀的發生。Next-Key Lock是行鎖和間隙鎖的組合，當InnoDB掃描索引記錄的時候，會首先對索引記錄加上行鎖（Record Lock），再對索引記錄兩邊的間隙加上間隙鎖（Gap Lock）。加上間隙鎖以後，其餘事務就不能在這個間隙修改或者插入記錄。 read committed隔離級別下

Gap Lock在InnoDB的惟一做用就是防止其餘事務的插入操做，以此防止幻讀的發生。

Innodb自動使用間隙鎖的條件：
（1）必須在Repeatable Read級別下
（2）檢索條件必須有索引（沒有索引的話，mysql會全表掃描，那樣會鎖定整張表全部的記錄，包括不存在的記錄，此時其餘事務不能修改不能刪除不能添加）

行鎖（Record Lock）
記錄鎖其實很好理解，對錶中的記錄加鎖，叫作記錄鎖，簡稱行鎖。

生活中的間隙鎖（Gap Lock）
編程的思想源於生活，生活中的例子能幫助咱們更好的理解一些編程中的思想。
生活中排隊的場景，小明，小紅，小花三我的依次站成一排，此時，如何讓新來的小剛不能站在小紅旁邊，這時候只要將小紅和她前面的小明之間的空隙封鎖，將小紅和她後面的小花之間的空隙封鎖，那麼小剛就不能站到小紅的旁邊。
這裏的小紅，小明，小花，小剛就是數據庫的一條條記錄。
他們之間的空隙也就是間隙，而封鎖他們之間距離的鎖，叫作間隙鎖。

Mysql中的間隙鎖
下表中（見圖一），id爲主鍵，number字段上有非惟一索引的二級索引，有什麼方式可讓該表不能再插入number=5的記錄？

圖一

根據上面生活中的例子，咱們天然而然能夠想到，只要控制幾個點，number=5以前不能插入記錄，number=5現有的記錄之間不能再插入新的記錄，number=5以後不能插入新的記錄，那麼新的number=5的記錄將不能被插入進來。

那麼，mysql是如何控制number=5以前，之中，以後不能有新的記錄插入呢（防止幻讀）？
答案是用間隙鎖，在RR級別下，mysql經過間隙鎖能夠實現鎖定number=5以前的間隙，number=5記錄之間的間隙，number=5以後的間隙，從而使的新的記錄沒法被插入進來。

間隙是怎麼劃分的？

注：爲了方面理解，咱們規定（id=A,number=B）表明一條字段id=A,字段number=B的記錄，（C，D）表明一個區間，表明C-D這個區間範圍。

圖一中，根據number列，咱們能夠分爲幾個區間：（無窮小，2），（2，4），（4，5），（5，5），（5,11），（11，無窮大）。
只要這些區間對應的兩個臨界記錄中間能夠插入記錄，就認爲區間對應的記錄之間有間隙。
例如：區間（2，4）分別對應的臨界記錄是（id=1,number=2），（id=3，number=4），這兩條記錄中間能夠插入（id=2,number=3）等記錄，那麼就認爲（id=1,number=2）與（id=3，number=4）之間存在間隙。

不少人會問，那記錄（id=6，number=5）與（id=8，number=5）之間有間隙嗎？
答案是有的，（id=6，number=5）與（id=8，number=5）之間能夠插入記錄（id=7，number=5），所以（id=6,number=5）與（id=8,number=5）之間有間隙的，

間隙鎖鎖定的區域
根據檢索條件向左尋找最靠近檢索條件的記錄值A，做爲左區間，向右尋找最靠近檢索條件的記錄值B做爲右區間，即鎖定的間隙爲（A，B）。
圖一中，where number=5的話，那麼間隙鎖的區間範圍爲（4,11）；

間隙鎖的目的是爲了防止幻讀，其主要經過兩個方面實現這個目的：
（1）防止間隙內有新數據被插入
（2）防止已存在的數據，更新成間隙內的數據（例如防止numer=3的記錄經過update變成number=5）

間隙鎖在InnoDB的惟一做用就是防止其它事務的插入操做，以此來達到防止幻讀的發生，因此間隙鎖不分什麼共享鎖與排它鎖。默認狀況下，InnoDB工做在Repeatable Read隔離級別下，而且以Next-Key Lock的方式對數據行進行加鎖，這樣能夠有效防止幻讀的發生。Next-Key Lock是行鎖與間隙鎖的組合，當對數據進行條件，範圍檢索時，對其範圍內也許並存在的值進行加鎖！當查詢的索引含有惟一屬性（惟一索引，主鍵索引）時，Innodb存儲引擎會對next-key lock進行優化，將其降爲record lock,即僅鎖住索引自己，而不是範圍！如果普通輔助索引，則會使用傳統的next-key lock進行範圍鎖定！

要禁止間隙鎖的話，能夠把隔離級別降爲Read Committed，或者開啓參數innodb_locks_unsafe_for_binlog。

對於快照讀來講，幻讀的解決是依賴mvcc解決。而對於當前讀則依賴於gap-lock解決。

深層次的原理分析：

在MVCC併發控制中，讀操做能夠分紅兩類：快照讀 (snapshot read)與當前讀 (current read)。

快照讀，讀取的是記錄的可見版本 (有多是歷史版本)，不用加鎖。

當前讀，讀取的是記錄的最新版本，而且，當前讀返回的記錄，都會加上鎖，保證其餘事務不會再併發修改這條記錄。

在一個支持MVCC併發控制的系統中，哪些讀操做是快照讀？哪些操做又是當前讀呢？以MySQL InnoDB爲例：

快照讀：簡單的select操做，屬於快照讀，不加鎖。(固然，也有例外，下面會分析)
- select * from table where ?;
當前讀：特殊的讀操做，插入/更新/刪除操做，屬於當前讀，須要加鎖。
- 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 ?;
全部以上的語句，都屬於當前讀，讀取記錄的最新版本。而且，讀取以後，還須要保證其餘併發事務不能修改當前記錄，對讀取記錄加鎖。其中，除了第一條語句，對讀取記錄加S鎖 (共享鎖)外，其餘的操做，都加的是X鎖 (排它鎖)。

MySQL/InnoDB定義的4種隔離級別：

Read Uncommited

能夠讀取未提交記錄。此隔離級別，不會使用，忽略。
Read Committed (RC)

快照讀忽略，本文不考慮。

針對當前讀，RC隔離級別保證對讀取到的記錄加鎖 (record lock)，存在幻讀現象。
Repeatable Read (RR)

快照讀忽略，本文不考慮。

針對當前讀，RR隔離級別保證對讀取到的記錄加鎖 (記錄鎖)，同時保證對讀取的範圍加鎖，新的知足查詢條件的記錄不可以插入 (間隙鎖)，不存在幻讀現象。
Serializable

從MVCC併發控制退化爲基於鎖的併發控制。不區別快照讀與當前讀，全部的讀操做均爲當前讀，讀加讀鎖 (S鎖)，寫加寫鎖 (X鎖)。

Serializable隔離級別下，讀寫衝突，所以併發度急劇降低，在MySQL/InnoDB下不建議使用。