拿捏！隔离级别、幻读、Gap Lock、Next-Key Lock（一）

前面我写了很多Mysql相关的知识点，到这一篇稍微可以串一下了，从SQL执行流程、MVCC到锁，很多时候可能觉得对于间隙锁和Next-Key Lock好像已经理解了，但是好像又觉得理解差那么一点意思，这篇文章从头来梳理一下概念，明确一下这些知识。

锁
首先，对于Mysql来说实现了两种行级锁：

共享锁：允许事务读一行数据，一般记为S，也称为读锁

排他锁：允许事务删除或者更新一行数据，一般记为X，也称为写锁

关于读写锁的互斥性，应该都很清楚，读锁只能和读锁兼容，其他场景都无法兼容，这里不再赘述吧。

 
隔离级别
继续回顾下关于Mysql的4个隔离级别：

读未提交Read Uncommitted：能读到其他事务还没有提交的数据，这种现象叫做脏读。

读已提交Read Committed：只会读取其他事务已经提交的数据，所以不会产生RC的脏读问题。所以又带来一个问题叫做不可重复读，一个事务中两次一样的SQL查询可能查到的结果不一样。

可重复读Repeatable Read：RR是Mysql的默认隔离级别，一个事务中两次SQL查询总是会查到一样的结果，不存在不可重复读的问题，但是还是会有幻读的问题。

串行Serializable：串行场景没有任何问题，完全串行化的操作，读加读锁，写加写锁。

 
幻读、Next-Key Lock、MVCC
简单的回顾完了基础，那么我们看看RR级别下还会存在的幻读到底是什么问题，Mysql官方文档这样描述的：

The so-called phantom problem occurs within a transaction when the same query produces different sets of rows at different times. For example, if a SELECT is executed twice, but returns a row the second time that was not returned the first time, the row is a “phantom” row.
翻译过来就是，幻读指的是同一事务下，不同的时间点，同样的查询，得到不同的行记录的集合。

如果说一个select执行了两次，但是第二次比第一次多出来行记录，这就是幻读。

所以，对于幻读来说那一定是新增插入的数据！

比如说在一个事务内，先查询select * from user where age=10 for update，得到的结果是id为[1,2,3]的记录，再次执行查询，得到了结果为[1,2,3,4]的记录，这是幻读。

那怎么解决幻读的问题？以前我在文章里说解决幻读的原理是MVCC（MVCC原理看这里）很多网上的文章也有这么写的，其实不能说错，但是肯定也是不太对的，准确地来说应该是通过MVCC+Next-Key Lock的方式才解决了幻读的问题。

对于MVCC中的读可以分为两种，分别叫做快照读和当前读(这个当前读的说法我在书里翻了半天也没有找到，但是看网上一堆资料和大佬都叫当前读，那么我们就叫当前读吧，你知道的话可以告诉我哪本书有这个称呼，Mysql我只看见Lock reading或者锁定读的叫法，有的也说锁定读就是当前读，但是并没有找到当前读这种称呼的出处在哪儿)。

快照读就是简单的select查询，查询的都是快照版本，这个场景下因为都是基于MVCC来查询快照的某个版本，所以不会存在幻读的问题，也可以认为是解决了幻读的方案之一，对于RC级别来说，因为每次查询都重新生成一个read view，也就是查询的都是最新的快照数据，所以会可能每次查询到不一样的数据，造成不可重复读，而对于RR级别来说只有第一次的时候生成read view，查询的是事务开始的时候的快照数据，所以就不存在不可重复读的问题，当然就更不可能有幻读的问题了。

所以，现在我们说幻读，其实不是指快照读的场景，而是指的是当前读的场景。

当前读指的是lock in share mode、for update 、insert、update、delete这些需要加锁的操作。对于MVCC来说就是解决的快照读的场景，而对于当前读那么就是Next-Key Lock要解决的事情。

那么Next-Key Lock是什么？怎么解决的幻读？

行锁有写锁X和读锁S两种，实际上行锁有3种实现算法，Next-Key Lock是其中之一。

第一种叫做Record Lock，字面意思，行记录的锁，实际上指的是对索引记录的锁定。

比如执行语句select * from user where age=10 for update，将会锁住user表所有age=10的行记录，所有对age=10的记录的操作都会被阻塞。

第二种都比较熟悉，叫做Gap Lock，也就是间隙锁，它用于锁定的索引之间的间隙，但是不会包含记录本身。

比如语句select * from user where age>1 and age<10 for update，将会锁住age在(1,10)的范围区间，此时其他事务对该区间的操作都会被阻塞。

间隙锁是可重复读RR隔离级别下特有的，另外还有几种场景也会不使用间隙锁。

1. 事务隔离级别设置为读已提交RC ，这样肯定没有间隙锁了。
2. Innodb_locks_unsafe_for_binlog设置为1
3. 另外一种情况适用于主键索引或者唯一索引的等值查询条件，比如select * from user where id=1，id是主键索引，这样只使用Record Lock就可以了，因为能唯一锁定一条记录，所以没有必要再加间隙锁了，这是锁降级的过程。
   而第三种Next-Key Lock实际上就是相当于Record Lock+Gap Lock的组合。比如索引有10，20，30几个值，那么被锁住的区间可能会是(-∞,10]，(10,20]，(20,30]，(30,+∞)。

解决幻读
上一篇关于更新SQL执行过程我们已经对这个基础有了一定的了解，在这里我们去掉和这里内容无关的一些日志的细节，把给数据加锁的流程加入进去，这样通过SQL执行可以更好地理解Next-Key Lock到底是如何解决幻读的，执行过程如下：

1. 首先第一步Server层会来查询数据
2. 存储引擎根据查询条件查到数据之后对数据进行加锁，Record Lock或者间隙锁，然后返回数据
3. Server层拿到数据之后调用API去存储引擎更新数据
4. 最后存储引擎返回结果，流程结束

文章转自公众号：艾小仙