InnoDB 是如何解决幻读的
前言
大部分人在日常的业务开发中，其实很少去关注数据库的事务相关问题，基本上都是 CURD 一把梭。正好最近在看 MySQL 的相关基础知识，其中对于幻读问题之前一直没有理解深刻，今天就来聊聊「InnoDB 是如何解决幻读的」，话不多说，下面进入主题。
事务隔离级别
事务隔离是数据库处理的基础之一，是
ACID
中的
I
。在 MySQL 的 InnoDB 引擎中支持在
SQL:1992
标准中的四种事务隔离级别，如下图所示，其中 P1 表示脏读（Dirty read），P2 表示不可重复读（Dirty read），P3 表示幻读（Phantom）。
为什么需要定义这么多隔离呢？从上图中也能猜出一二了，InnoDB 提供多个隔离级别主要原因是：让使用者可以在
多个事务
同时进行更改和执行查询时微调性能与结果的可靠性、一致性和可再现性之间的平衡的设置。是一种性能与结果可靠性间的
trade off
。
什么是幻读
在聊「InnoDB 解决幻读方式」前我们需要先了解
幻读是什么
，
官方文档
的描述如下：
A row that appears in the
result set
of a query, but not in the
result set
of an earlier query.
其中我加粗的「result set」是关键的地方，两次查询返回的是结果集，说明必须是一个
范围查询
操作。总结下，幻读就是：在同一个事务中，在前后两次查询相同范围时，两次查询得到的结果是不一致的。所以幻读会产生数据一致性问题。
InnoDB 解决幻读方式
为了解决上述的幻读问题，InnoDB 引入了两种锁，分别是「间隙锁」和「next-key 锁」。下面通过一个示例来描述这两种锁的作用分别是什么。假如存在一个这样的 B+ Tree 的索引结构，结构中有 4 个索引元素分别是：9527、9530、9535、9540。
此时当我们使用如下 SQL 通过主键索引查询一条记录，并且加上 X 锁（排它锁）时：
select * from user where id = 9527 for update;
这时就会产生一个记录锁（也就是行锁），锁定
id = 9527
这个索引。
在被锁定的记录（这里是 id = 9527）的锁释放之前，其它事务无法对这条被锁定记录做任何操作。再回忆一下，前面说的幻读定义「在同一个事务中，在前后两次查询相同
范围
时，两次查询得到的结果是不一致」。注意，这里强调的是范围查询。
InnoDB 要解决幻读问题，就必须得保证在如果在一个事务中，通过如下这条语句进行锁定时：
select * from user where id > 9530 and id < 9535 for update;
此时，另外一个语句再执行一如下这条 insert 语句时，需要被阻塞，直到上面这个获得锁的事务释放锁后才能执行。
insert into user(id, name, age) values(9533, 'Jack', 44);
为此，InnoDB 引入了「间隙锁」，它的主要功能是
锁定一段范围内的索引记录
。比如上面查询
id > 9530 and id < 9535
的时候，对 B+ Tree 中的（9530，9535）这个开区间范围的索引加间隙锁。
在这种加了间隙锁的情况下，其它事务对这个区间的数据进行插入、更新、删除都会被锁住直到这个获取到锁的事务释放。
这种是在区间之间的情况，你可能想到另外的一种情况：锁定多个区间，如下的一条语句：
select * from user where id > 9530 for update;
上面这条查询语句是针对
id > 9530
这个条件加锁，那么此时它需要锁定多个索引区间，所以在这种情况下 InnoDB 引入了「next-key 锁」机制。其实 next-key 锁的效果相当于间隙锁和记录锁的合集，记录锁锁定存在的记录行，间隙锁锁住记录行之间的间隙，而 next-key 锁它锁住的是两者之和。
在 InnoDB 中，每个数据行上的
非唯一索引
列上都会存在一把 next-key 锁，当某个事务持有该数据行的 next-key 锁时，会锁住一段
左开右闭区间
的数据。因此，当通过
id > 9530
这样一种范围查询加锁时，会加 next-key 锁，锁定区间是范围是：
(9530，9535] (9535，9540] (9540，+∞]
间隙锁（也叫 Gap 锁）和 next-key 锁的区别在于
加锁的范围
，间隙锁只锁定两个索引之间的引用间隙，而 next-key 锁会锁定多个索引区间，它包含「记录锁」和「间隙锁」。所以，当我们使用了范围查询，不仅仅命中了已存在的 Record 记录，还包含了 Gap 间隙。
总结
虽然在 InnoDB 引擎中通过间隙锁和 next-key 锁的方式解决了幻读问题，但是加锁之后会影响到数据库的并发性能，因此，如果对性能要求较高的业务场景中，建议把隔离级别设置成 RC（READ COMMITTED），这个级别中不存在间隙锁，但是需要考虑到幻读问题会导致的数据一致性。