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面试突击：MVCC 和间隙锁有什么区别？

磊哥 2023-03-28 原文
MVCC 和间隙锁是两种完全不同的机制，但它们的目的都是相同的，都是用来保证数据库并发访问的，我们先来看二者的定义。

MVCC 定义

MVCC 是多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control）的缩写，是一种并发控制的方法。

在 MVCC 中，每个读操作会看到一个固定版本的数据库记录，即使在并发环境中，也不会出现读取到了其他事务还未提交的数据的情况。

MVCC 通过保存数据在某个时间点的快照来实现这一点。在读取数据时，只会读取在该时间点之前提交的数据。在写入数据时，会为每个写入操作创建一个新版本的数据，而不是直接覆盖原有的数据。这样，读操作就可以读取旧版本的数据，而写操作则可以写入新版本的数据，从而实现了并发控制。

在 MySQL 中，InnoDB 存储引擎就是使用 MVCC 来实现并发控制的。

间隙锁定义

间隙锁是一种锁定索引范围而非实际数据的锁，它可以锁定一个范围，防止其他事务在这个范围内插入数据，从而保证了范围内的数据的唯一性。在 MySQL 中，InnoDB 存储引擎支持间隙锁。当使用 SELECT ... FOR UPDATE 或 SELECT ... LOCK IN SHARE MODE 语句时，InnoDB 存储引擎会自动使用间隙锁来锁定索引范围。

如果一个事务在一个间隙上持有了锁，那么其他事务就不能在这个间隙上插入数据，但是可以在这个间隙之前或之后的位置插入数据。

为什么要有 MVCC？

既然已经有锁可以防止并发访问了，那为什么还需要 MVCC 呢？MVCC 的诞生主要是出于性能的考虑，因为 MVCC 中没有用到锁，它是通过多版本并发控制的手段来实现数据库并发访问的，这样相比于加锁性能就会好很多。

MVCC 实现原理

MVCC 竟然这么强，那它是怎么实现的呢？简单来说 MVCC 是通过以下 3 大组件实现的：

  1. 隐藏字段：每个执行的 SQL 命令都有几个隐藏的字段，其中有一个事务 ID 字段，很重要。
  2. undo log（回滚日志）：里面记录了 SQL 命令执行的历史数据。
  3. Read View（读视图）：包含快照读（一个快照，保存了数据库某个时刻的数据）和一些重要的属性。
它的实现原理简单来说，是通过 SQL 中隐藏的字段事务 ID（自己的版本号）和 Read View 中的属性版本号进行对比，对比之后决定使用 Read View 中的快照或 undo log 中的历史数据（对比的规则是 MVCC 机制的规定，本文不展开讨论），最后再将符合的数据返回。

MVCC 可以解决幻读吗？

幻读是指在一个事务中，第一次查询某个范围的数据时，发现有一些数据符合条件，但是当再次查询同样的范围时，却发现多了一些或者少了一些数据。这种情况就被称为幻读。幻读是由于并发事务中的数据修改操作导致的，比如在一个事务中，另一个事务插入了一条符合条件的数据，导致第二次查询时多了一条数据。

MVCC 机制可以解决部分幻读问题，MVCC 是通过保存数据在某个时间点的快照来实现来解决（部分）幻读问题的，在读取数据时，MVCC 会根据快照来确定可见的数据版本。这样，即使其他事务在读取数据时进行了修改，也不会影响当前事务的读取结果。

因此，MVCC 可以有效地解决这部分幻读问题。但需要注意的是，MVCC 只能解决读取数据时的幻读问题，对于写入数据时的幻读问题，还需要配合锁机制或使用更高的事务隔离级别（串行化）来解决。

也就是说，想要彻底解决 MySQL InnoDB 中 RR（REPEATABLE READ，可重复读）事务隔离级别的幻读问题，需要使用 MVCC + 锁机制共同来实现。

锁分类

在 MySQL InnoDB 中的锁机制不止有间隙锁，还有行锁和临建锁等。

行锁、间隙锁和临建锁有什么区别？

行锁、间隙锁和临建锁都是 MySQL 中的锁机制，它们的区别如下：

  • 行锁是针对某一行数据进行的锁定，可以防止其他事务修改该行数据。
  • 间隙锁是针对某一范围的数据进行的锁定，可以防止其他事务在该范围内插入数据。
  • 临建锁是行锁和间隙锁的组合，可以理解为一种特殊的间隙锁，它等于行锁+间隙锁，除了锁住记录本身，还会锁住索引之间的间隙，即锁定一段左开右闭的索引区间。

小结

MVCC 和锁机制解决了 MySQL InnoDB 中 RR 事务隔离级别的幻读问题，而 MySQL 中的锁类型又有很多种，如行锁、间隙锁、临建锁等。

最后

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