MySQL间隙锁（幻读解决原理）

一、间隙锁概念

• 当我们用范围条件而不是相等条件检索数据， 并请求共享或排他锁时，InnoDB 会给符合条件的已有数据记录的索引项加锁；对于键值在条件范围内但并不存在的记录，叫做“间隙（GAP)” ，InnoDB 也会对这个“间隙”加锁，这种锁机制就是所谓的间隙锁
• 举例来说， 假如 user 表中只有 101 条记录， 其userid 的值分别是 1,2,…,100,101， 下面的 SQL： select * from user where userid > 100 for update;是一个范围条件的检索，InnoDB 不仅会对符合条件的 userid 值为 101 的记录加锁，也会对userid 大 于 101（但是这些记录并不存在）的"间隙"加锁，防止其它事务在表的末尾增加数据
• InnoDB 使用间隙锁的目的，是为了防止幻读，以满足串行化隔离级别的要求 ，对于上面的例子，要是不使用间隙锁，如果其他事务插入了 userid 大于 100 的任何记录，那么本事务如果再次执行上述语句，就会发生幻读

InnoDB串行化隔离级别使用间隙锁（gap lock）解决幻读（事务并发情况下两次查询的数据量不同）问题

间隙锁专用于串行化隔离级别，可解决幻读问题，幻读问题表现为：当前事务没做操作，前后两次相同的查询语句，显示的数据量不一致

我们把事务2 select的指定的条件分为2类：范围查询、等值查询

record lock：记录锁，就是行锁
gap lock：间隙锁，不包含记录本身
next-key lock：record lock（记录本身） + gap lock（不包括记录本身）

二、测试间隙锁范围加锁

设置事务为手动提交，然后把隔离级别设置成串行化

查看表结构，id、age、name都有索引

场景1：用不可重复的主键id测试间隙锁

范围查询

事务2的select操作只给三行数据加了共享锁，为什么插入id为24的数据也不行呢？

这是因为在串行化隔离级别中，不仅仅是获取了满足条件的这3行的行锁，而且把表记录之间以及后边空洞的地方也加上了间隙锁

图中红色线的地方都上了next-key锁，上锁范围（左开右闭）为：$(11,12]\cup (12，22]\cup (22，23]\cup (23，+\infty ]$

上述select不仅仅获取了12，22，23的共享行锁（record-lock），还把间隙加了间隙锁，其实就是给间隙加上共享锁或者排他锁，由于我们这里是select，所以是给间隙加上了共享锁（我们select id>11还是可以的，不能update、insert、delete id>11的数据）

也就是说，我们可以在id小于11的地方update/delete，加排它锁。但是操作了id<=11的部分，不影响相同的select * from stu where id>11所获取的数据量，这样就能防止幻读发生

串行化隔离级别通过给select的部分加间隙锁，防止其他事务在加了间隙锁的区间进行增加或删除数据，就能防止幻读

场景2：用可重复的age（有索引）测试间隙锁

测试辅助索引树上，间隙锁的范围

我们先查看一下表结构、表数据，然后回滚

开启事务进行测试

很明显，由于age>20的区间都被事务1加上了间隙锁（这里加的是共享锁），所以事务2插入age=22和age=21都失败了

幻读就是同一事务两次用相同的条件查询数据，下一次查出的数据量和上一次的数据量不一样，就算事务1把age=20的数据插入表，事务2再用age>20查询，得到的数据量也不会改变。

那事务1插入age=20的数据能否成功呢？

依然不能成功，这是因为我们插入的数据id是自增的，所以这条数据(age=20，id=24)，位于辅助索引树中(age=20，id=12)的右边，由于(age=20，id=12)右边都被上了锁，(age=20，id=24)自然无法插入

也就是说，如果我们指定age=20，id合法且<12，则可插入

很显然，事务1插入的age=18和age=19都不在事务2上锁的范围，所以可以插入

如果只是在辅助索引树上查找，不回表，那么主键索引树上不会加锁

select id from stu where age>14后，辅助索引树加锁区间如下：

场景3：实际情况需要具体分析用的到底是行锁还是表锁

回滚，重新开启事务

开始测试

我们发现事务1无论是插入age>18范围内的数据，还是范围外的数据，都无法成功

这时我们就要分析了，这应该没有用到索引，因为我们用索引，过滤出的数据占了整张表的一大半，MySQL server没使用索引。

没有加行锁，只能加表锁（这时加的是共享锁），所以事务1无论插入什么数据都不行

果然，没有用到索引

age>20用到了索引，所以可以用行锁

三、测试等值间隙锁

查看表结构和表数据

设置成手动提交，设置串行化隔离级别。回滚，然后启动事务

1. 测试不能重复的主键索引

此时事务2 select，由于是等值查询，相当于给这条数据加上了共享锁

事务1现在插入新的数据是可以成功的，因为主键id不能重复，我们不能再插入主键id=9的数据

在这种情况下，由于id=9的数据已经存在，主键和唯一键是不能重复的，事务2进行等值查询时，事务1插入一个新的数据，不用担心这条新插入的数据和查询条件是一样的，如果主键一样，SQL语句执行失败，所以肯定能成功

2. 测试能重复的辅助索引

回滚并重启事务

事务2等值查询，给age=18这行数据加上共享锁（record-lock）

事务1插入age=18，这是不能允许的，否则事务2再查询age=18就有两条记录了（幻读）

奇怪的是，我们插入age=17、16、15都被阻塞了，而14、13成功了

这是因为，为了防止幻读，除了age=18这条数据加了共享锁，其两侧也被加上了间隙锁，因为在这种情况下，插入(age=18,id=10)和(age=18,id=8)是会发生幻读的，所以在一切会影响select * from user where age=18查询结果的地方都加上了间隙锁，但这也会导致一些本不影响查询结果的语句也执行失败，比如插入(age=17,id=24)虽然不影响上述SQL执行结果，由于在间隙锁范围内，依然无法插入

如果插入(age=15，id=1)就可以成功，根据辅助索引值相同，按照主键值升序排列，(age=15，id=1)应该放在(age=15,id=23)前面，不在间隙锁范围内

间隙锁是给不存在的数据记录的范围加锁：

• 对于辅助索引，若值允许重复，在串行隔离级别中如果进行等值查询，InnoDB会给数据加上record-lock和gap-lock（防止别的事务插入索引值重复的数据，造成幻读）
• 对于主键索引，或者唯一键索引，值不允许重复，那只需要加行锁就够了，不需要再加间隙锁（对于唯一键索引，不可能发生插入索引值重复的数据）

串行化隔离级别通过排它锁和共享锁解决脏读、不可重复读（两次查询的数据内容不同），通过间隙锁解决幻读（两次查询的数据量不同）