準備工作

為了便于說明問題，這一篇文章，我們就先使用一個小一點兒的表。

 CREATE TABLE `t` (
   `id` int(11) NOT NULL,
   `c` int(11) DEFAULT NULL,
   `d` int(11) DEFAULT NULL,
   PRIMARY KEY (`id`),
   KEY `c` (`c`)
 ) ENGINE=InnoDB;
 ?
 insert into t values(0,0,0),(5,5,5),
 (10,10,10),(15,15,15),(20,20,20),(25,25,25);

這個表除了主鍵id外，還有一個索引c，初始化語句在表中插入了6行數(shù)據(jù)。

下面的語句序列，是怎么加鎖的，加的鎖又是什么時候釋放的呢？

begin;
 select * from t where d=5 for update;
 commit;

比較好理解的是，這個語句會命中d=5的這一行，對應的主鍵id=5，因此在select 語句執(zhí)行完成后，id=5這一行會加一個寫鎖，而且由于兩階段鎖協(xié)議，這個寫鎖會在執(zhí)行commit語句的時候釋放。

由于字段d上沒有索引，因此這條查詢語句會做全表掃描。那么，其他被掃描到的，但是不滿足條件的5行記錄上，會不會被加鎖呢？

我們知道，InnoDB的默認事務隔離級別是可重復讀，所以本文接下來沒有特殊說明的部分，都是設定在可重復讀隔離級別下。

幻讀是什么？

現(xiàn)在，我們就來分析一下，如果只在id=5這一行加鎖，而其他行的不加鎖的話，會怎么樣。

下面先來看一下這個場景（注意：這是我假設的一個場景）：

可以看到，session A里執(zhí)行了三次查詢，分別是Q1、Q2和Q3。它們的SQL語句相同，都是select * from t where d=5 for update。這個語句的意思你應該很清楚了，查所有d=5的行，而且使用的是當前讀，并且加上寫鎖?，F(xiàn)在，我們來看一下這三條SQL語句，分別會返回什么結(jié)果。

1. Q1只返回id=5這一行；
2. 在T2時刻，session B把id=0這一行的d值改成了5，因此T3時刻Q2查出來的是id=0和id=5這兩行；
3. 在T4時刻，session C又插入一行（1,1,5），因此T5時刻Q3查出來的是id=0、id=1和id=5的這三行。

其中，Q3讀到id=1這一行的現(xiàn)象，被稱為“幻讀”。也就是說，幻讀指的是一個事務在前后兩次查詢同一個范圍的時候，后一次查詢看到了前一次查詢沒有看到的行。

這里，我需要對“幻讀”做一個說明：

1. 在可重復讀隔離級別下，普通的查詢是快照讀，是不會看到別的事務插入的數(shù)據(jù)的。因此，幻讀在“當前讀”下才會出現(xiàn)。
2. 上面session B的修改結(jié)果，被session A之后的select語句用“當前讀”看到，不能稱為幻讀。幻讀僅專指“新插入的行”。

因為這三個查詢都是加了for update，都是當前讀。而當前讀的規(guī)則，就是要能讀到所有已經(jīng)提交的記錄的最新值。并且，session B和sessionC的兩條語句，執(zhí)行后就會提交，所以Q2和Q3就是應該看到這兩個事務的操作效果，而且也看到了，這跟事務的可見性規(guī)則并不矛盾。

幻讀有什么問題？

首先是語義上的。session A在T1時刻就聲明了，“我要把所有d=5的行鎖住，不準別的事務進行讀寫操作”。而實際上，這個語義被破壞了。

如果現(xiàn)在這樣看感覺還不明顯的話，我再往session B和session C里面分別加一條SQL語句，你再看看會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。

session B的第二條語句update t set c=5 where id=0，語義是“我把id=0、d=5這一行的c值，改成了5”。

由于在T1時刻，session A 還只是給id=5這一行加了行鎖， 并沒有給id=0這行加上鎖。因此，session B在T2時刻，是可以執(zhí)行這兩條update語句的。這樣，就破壞了 session A 里Q1語句要鎖住所有d=5的行的加鎖聲明。

session C也是一樣的道理，對id=1這一行的修改，也是破壞了Q1的加鎖聲明。

數(shù)據(jù)一致性問題

我們知道，鎖的設計是為了保證數(shù)據(jù)的一致性。而這個一致性，不止是數(shù)據(jù)庫內(nèi)部數(shù)據(jù)狀態(tài)在此刻的一致性，還包含了數(shù)據(jù)和日志在邏輯上的一致性。

為了說明這個問題，我給session A在T1時刻再加一個更新語句，即：update t set d=100 where d=5。

update的加鎖語義和select …for update 是一致的，所以這時候加上這條update語句也很合理。session A聲明說“要給d=5的語句加上鎖”，就是為了要更新數(shù)據(jù)，新加的這條update語句就是把它認為加上了鎖的這一行的d值修改成了100。

現(xiàn)在，我們來分析一下圖3執(zhí)行完成后，數(shù)據(jù)庫里會是什么結(jié)果。

1. 經(jīng)過T1時刻，id=5這一行變成 (5,5,100)，當然這個結(jié)果最終是在T6時刻正式提交的;
2. 經(jīng)過T2時刻，id=0這一行變成(0,5,5);
3. 經(jīng)過T4時刻，表里面多了一行(1,5,5);
4. 其他行跟這個執(zhí)行序列無關，保持不變。

這樣看，這些數(shù)據(jù)也沒啥問題，但是我們再來看看這時候binlog里面的內(nèi)容。

1. T2時刻，session B事務提交，寫入了兩條語句；
2. T4時刻，session C事務提交，寫入了兩條語句；
3. T6時刻，session A事務提交，寫入了update t set d=100 where d=5 這條語句。

我統(tǒng)一放到一起的話，就是這樣的：

 update t set d=5 where id=0; /*(0,0,5)*/
 update t set c=5 where id=0; /*(0,5,5)*/
 ?
 insert into t values(1,1,5); /*(1,1,5)*/
 update t set c=5 where id=1; /*(1,5,5)*/
 ?
 update t set d=100 where d=5;/*所有d=5的行，d改成100*/

好，你應該看出問題了。這個語句序列，不論是拿到備庫去執(zhí)行，還是以后用binlog來克隆一個庫，這三行的結(jié)果，都變成了 (0,5,100)、(1,5,100)和(5,5,100)。

也就是說，id=0和id=1這兩行，發(fā)生了數(shù)據(jù)不一致。這個問題很嚴重，是不行的。

到這里，我們再回顧一下，這個數(shù)據(jù)不一致到底是怎么引入的？

我們分析一下可以知道，這是我們假設“select * from t where d=5 for update這條語句只給d=5這一行，也就是id=5的這一行加鎖”導致的。

所以我們認為，上面的設定不合理，要改。

那怎么改呢？我們把掃描過程中碰到的行，也都加上寫鎖，再來看看執(zhí)行效果。

由于session A把所有的行都加了寫鎖，所以session B在執(zhí)行第一個update語句的時候就被鎖住了。需要等到T6時刻session A提交以后，session B才能繼續(xù)執(zhí)行。

這樣對于id=0這一行，在數(shù)據(jù)庫里的最終結(jié)果還是 (0,5,5)。在binlog里面，執(zhí)行序列是這樣的：

 insert into t values(1,1,5); /*(1,1,5)*/
 update t set c=5 where id=1; /*(1,5,5)*/
 ?
 update t set d=100 where d=5;/*所有d=5的行，d改成100*/
 ?
 update t set d=5 where id=0; /*(0,0,5)*/
 update t set c=5 where id=0; /*(0,5,5)*/

可以看到，按照日志順序執(zhí)行，id=0這一行的最終結(jié)果也是(0,5,5)。所以，id=0這一行的問題解決了。

但同時你也可以看到，id=1這一行，在數(shù)據(jù)庫里面的結(jié)果是(1,5,5)，而根據(jù)binlog的執(zhí)行結(jié)果是(1,5,100)，也就是說幻讀的問題還是沒有解決。為什么我們已經(jīng)這么“兇殘”地，把所有的記錄都上了鎖，還是阻止不了id=1這一行的插入和更新呢？

原因很簡單。在T3時刻，我們給所有行加鎖的時候，id=1這一行還不存在，不存在也就加不上鎖。

也就是說，即使把所有的記錄都加上鎖，還是阻止不了新插入的記錄，這也是為什么“幻讀”會被單獨拿出來解決的原因。

現(xiàn)在你知道了，產(chǎn)生幻讀的原因是，行鎖只能鎖住行，但是新插入記錄這個動作，要更新的是記錄之間的“間隙”。因此，為了解決幻讀問題，InnoDB只好引入新的鎖，也就是間隙鎖(Gap Lock)。

顧名思義，間隙鎖，鎖的就是兩個值之間的空隙。比如文章開頭的表t，初始化插入了6個記錄，這就產(chǎn)生了7個間隙。

這樣，當你執(zhí)行 select * from t where d=5 for update的時候，就不止是給數(shù)據(jù)庫中已有的6個記錄加上了行鎖，還同時加了7個間隙鎖。這樣就確保了無法再插入新的記錄。

也就是說這時候，在一行行掃描的過程中，不僅將給行加上了行鎖，還給行兩邊的空隙，也加上了間隙鎖。

現(xiàn)在你知道了，數(shù)據(jù)行是可以加上鎖的實體，數(shù)據(jù)行之間的間隙，也是可以加上鎖的實體。但是間隙鎖跟我們之前碰到過的鎖都不太一樣。

比如行鎖，分成讀鎖和寫鎖。下圖就是這兩種類型行鎖的沖突關系。

也就是說，跟行鎖有沖突關系的是“另外一個行鎖”。

但是間隙鎖不一樣，跟間隙鎖存在沖突關系的，是“往這個間隙中插入一個記錄”這個操作。間隙鎖之間都不存在沖突關系。

這句話不太好理解，我給你舉個例子：

這里session B并不會被堵住。因為表t里并沒有c=7這個記錄，因此session A加的是間隙鎖(5,10)。而session B也是在這個間隙加的間隙鎖。它們有共同的目標，即：保護這個間隙，不允許插入值。但，它們之間是不沖突的。

間隙鎖和行鎖合稱next-key lock，每個next-key lock是前開后閉區(qū)間。也就是說，我們的表t初始化以后，如果用select * from t for update要把整個表所有記錄鎖起來，就形成了7個next-key lock，分別是 (-∞,0]、(0,5]、(5,10]、(10,15]、(15,20]、(20, 25]、(25, +supremum]。

你可能會問說，這個supremum從哪兒來的呢？

這是因為+∞是開區(qū)間。實現(xiàn)上，InnoDB給每個索引加了一個不存在的最大值supremum，這樣才符合我們前面說的“都是前開后閉區(qū)間”。

間隙鎖和next-key lock的引入，幫我們解決了幻讀的問題，但同時也帶來了一些“困擾”。

到此這篇關于Mysql中幻讀的概念以及如何解決的文章就介紹到這了,更多相關Mysql 幻讀概念內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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