MySQL到底能否解决幻读问题

先说结论，MySQL 存储引擎 InnoDB 在可重复读（RR）隔离级别下是解决了幻读问题的。

方法：是通过next-key lock在当前读事务开启时，1.给涉及到的行加写锁（行锁）防止写操作；2.给涉及到的行两端加间隙锁(Gap Lock)防止新增行写入；从而解决了幻读问题。

下面，让我带大家从原理出发，一起来搞懂MySQL并发问题 -- “幻读”。如果有好的看法，咱们评论见吧。

目录

什么是幻读

一、幻读定义

二、幻读示例

三、幻读出现的场景

四、解决幻读问题的必要性

如何解决幻读

一、原理解读

二、next-key lock

一张照片的故事

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什么是幻读

要知道什么是幻读，首先要知道以下四点：

一、幻读定义

幻读是指在同一个事务中，存在前后两次查询同一个范围的数据，但是第二次查询却看到了第一次查询没看到的行，一般情况下特指事务执行中新增的其他行。

二、幻读示例

测试表数据：

mysql> select * from LOL;
+----+--------------+--------------+-------+
| id | hero_title   | hero_name    | price |
+----+--------------+--------------+-------+
|  1 | 刀锋之影     | 泰隆         |  6300 |
|  2 | 迅捷斥候     | 提莫         |  6300 |
|  3 | 光辉女郎     | 拉克丝       |  1350 |
|  4 | 发条魔灵     | 奥莉安娜     |  6300 |
|  5 | 至高之拳     | 李青         |  6300 |
|  6 | 无极剑圣     | 易           |   450 |
|  7 | 疾风剑豪     | 亚索         |  6300 |
+----+--------------+--------------+-------+
7 rows in set (0.00 sec)

下面是一个出现幻读情况示例，我们一起来看一下；

时刻T	Session A	Session B	Session C
T1	begin; -- Query1 select * from LOL where price=450 for update; Result：(6,'无极剑圣',450)
T2		update LOL set price=450 where hero_title = '疾风剑豪'
T3	-- Query2 select * from LOL where price=450 for update; Result：(6,'无极剑圣',450),(7,'疾风剑豪',450)
T4			insert into LOL values(10,'雪人骑士','努努','450')
T5	-- Query3 select * from LOL where price=450 for update; Result：(6,'无极剑圣',450),(7,'疾风剑豪',450),(10,'雪人骑士',450)
T6	commit;

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 LOL where price=450 for update。这个语句的意思你应该很清楚了，查所有 price=450 的行，而且使用的是当前读，并且加上写锁。现在，我们来看一下这三条 SQL 语句，分别会返回什么结果。

1. Q1 只返回 "无极剑圣" 这一行；
2. 在 T2 时刻，session B 把 "疾风剑豪" 这一行的 price 值改成了 450，因此 T3 时刻 Q2 查出来的是 "无极剑圣" 和 "疾风剑豪" 这两行；
3. 在 T4 时刻，session C 又插入一行 (10,'雪人骑士','努努','450')，因此 T5 时刻 Q3 查出来 price = 450 的是"无极剑圣" 、"疾风剑豪" 和 "雪人骑士" 这三行。

其中，Q3 读到 (10,'雪人骑士',450) 这一行的现象，被称为“幻读”。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、幻读出现的场景

1. 幻读出现在可重复读（RR）隔离级别下，普通的SELECT查询就是快照读，是不会看到别的事务插入的数据的。因此，幻读在“当前读”下才会出现。（当前读会生成行锁，但行锁只能锁定存在的行，针对新插入的操作没有限定）
2. 上面 session B 的修改结果，被 session A 之后的 select 语句用“当前读”看到，不能称为幻读。幻读仅专指“新插入的行”。

因为这三个查询都是加了 for update，都是当前读。而当前读的规则，就是要能读到所有已经提交的记录的最新值。并且，session B 和 sessionC 的两条语句，执行后就会提交，所以 Q2 和 Q3 就是应该看到这两个事务的操作效果，而且也看到了，这跟事务的可见性规则并不矛盾。

四、解决幻读问题的必要性

在高并发数据库系统中，需要保证事务与事务之间的隔离性，还有事务本身的一致性。

如何解决幻读

如果你看到了这篇文章，那么我会默认你了解了脏读 、不可重复读与可重复读。如果还不清楚可以先参阅《上个厕所的功夫，搞懂MySQL事务隔离级别》

场景如上，场景隔离级别为RR，当前读。

一、原理解读

那么幻读能仅通过行锁解决么？答案是否定的，如上面示例，首先说明一下，select xx for update（当前读）是将所有条件涉及到的（符合where条件）行加上行锁。但是，就算我在select xx for update 事务开启时将所有的行都加上行锁。那么也锁不住Session C新增的行，因为在我给数据加锁的时刻，压根就还没有新增的那行，自然也不会给新增行加上锁。

所以要解决幻读，就必须得解决新增行的问题。

现在你应该明白了，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 LOL，初始化插入了 7 个记录，这就产生了 8 个间隙。

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二、next-key lock

这样，当你执行 select * from LOL where hero_title = '疾风剑豪' for update 的时候，就不止是给数据库中已有的 7 个记录加上了行锁，还同时加了 8 个间隙锁。这样就确保了无法再插入新的记录，也就是Session C在T4新增(10,'雪人骑士','努努','450') 行时，由于ID大于7，被间隙锁（7，+∞）锁住。

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。MySQL将行锁 + 间隙锁组合统称为 next-key lock，通过 next-key lock 解决了幻读问题。

注意

next-key lock的确是解决了幻读问题，但是next-key lock在并发情况下也经常会造成死锁。死锁检测和处理也会花费时间，一定程度上影响到并发量。

参考资料

《高性能MySQL》

《丁奇MySQL实战45讲》

一张照片的故事

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