首先我们先介绍一下锁的分类，再进入今天的正题。
一、锁分类：
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1.从性能上分：乐观锁、悲观锁。乐观锁（用版本号对比或CAS机制）适用于读比较多的场景，悲观锁适用于写比较多的场景。如果在写比较多的场景使用乐观锁，会导致对比次数过多，影响性能。
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2.从对数据的粒度上分：表锁、页锁、行锁。
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3.从对数据库的操作上分：读锁(悲观锁)、写锁(悲观锁)、意向锁。
- 读锁（共享锁，S锁（shared））:针对同一条数据加了读锁之后，其他读操作可以同时进行，不受影响。
比如：select * from A where id = 1 lock in share mode. - 写锁（排他锁，X锁（exclusive））:针对同一条数据加了写锁之后，其他的事务不能写和读。insert、update、delete会加写锁，查询可以通过加for update加写锁。
比如：select * from A where id = 1 for update. - 意向锁：又称I锁，表锁。主要是为了提高加表锁的效率，mysql提供的。
- 读锁（共享锁，S锁（shared））:针对同一条数据加了读锁之后，其他读操作可以同时进行，不受影响。
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间隙锁和临键锁：
间隙锁的目的主要是为了防止幻读，以满足相关隔离级别的要求。间隙锁主要通过两个方面实现这个目的：一是防止间隙内有新数据被插入，二是防止已存在的数据被更新成间隙内的数据。 1.间隙锁：锁的是两个值之间的间隙，在可重复读隔离级别下生效，mysql默认是RR级别，RR级别下有幻读问题，间隙锁就是为了解决幻读问题出现的。 2.临键锁：行锁和间隙锁的组合。注意：关于RR级别行锁升级为表锁的原因：
在RR级别下，需要解决不可重复读和幻读问题。在遍历扫描聚集索引记录时，为了防止扫描过的索引被其他事务修改(不可重复读问题) 或 间隙被其他事务插入记录(幻读问题)，从而导致数据不一致，索引mysql的解决方案就是把所有扫描过的索引记录和间隙都锁上，这里并不是直接将整张表加表锁，因为不一定能加上表锁，可能会有其他的事务锁住表里的其他记录。
二、MVCC多版本并发控制：
首先先介绍几个相关的概念：
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1.mvcc定义和核心思想：
定义：mvcc是一种并发控制机制，用来控制并发执行的事务，保证事务之间的隔离性。 核心思想：mvcc是通过保存某个时间点的数据生成快照版本来定义的。mvcc允许同一条记录有不同的快照版本，不同事务在查询时通过添加一些约束条件，就可以得到对于某个时刻快照版本的数据。 mysql在读已提交和可重复读隔离级别下都实现了mvcc机制。 -
2.快照读和当前读：
1.快照读：基于mvcc机制和undo log实现的，适用于简单的select语句。 2.当前读：基于临键锁（行锁+间隙锁）实现的，适用于update、insert、delete、select...for update、select...lock in share mode及加锁的select语句。 -
3.undo日志版本链：
undo日志版本链是指一行数据被每个事务依次修改过后，在每个事务修改完后，会保留修改前的数据到undo log日志中，通过trx_id和roll_pointer字段将undo log日志串连成一个历史记录日志版本链。 -
4.MVCC版本对比规则：
在可重复读隔离级别下，当事务开启时，任何查询的sql在第一次select时都会生成一致性视图read-view，并且这个视图在事务结束前都不会改变。这个视图是由所有未提交的事务组成的事务组，事务组里面的事务查询sql都需要都对应记录版本链的最新记录逐条和read-view做对比，最终得到想要的快照结果。 注：在读已提交的隔离级别下，每次select查询都会生成一个一致性视图。 a.create_trx_id : 当前事务id b.trxs组：当前所有未提交事务 c.min_trx_id: 最小未提交事务id d.max_trx_id：最大未提交事务id # 版本对比规则： 1.当trx_id = create_trx_id可见。 2.当trx_id < min_trx_id,表示这个版本由已提交事务生成的，可见。 3.当trx_id > max_trx_id，表示这个版本是由将来的事务生成的，可见。 4.当min<= trx_id <= max_trx_id,分两种情况： a.当trx_id在这个trxs组内，说明这个版本是未提交的事务，不可见。 b.当trx_id不再这个trxs组内，说明这个版本是由已提交事务生成的，可见。
三、幻读问题的解决：
首先回顾一下事务的四大特性和事务的隔离级别，以及不同的隔离级别会出现什么样的问题。
事务的四大特性：原子性、一致性、隔离性、持久性。
事务的隔离级别：读未提交、读已提交、不可重复读、串行化。
读未提交：会出现脏读（当前内存读），不可重复读，幻读问题。
读已提交：不会出现脏读问题，但会出现不可重复读，幻读问题。
不可重复读：不会出现脏读、不可重复读问题，但会出现幻读问题（mvcc机制和锁可以彻底解决这个问题）。
串行化：串行化读取数据，但是事务的并发度就没有了。
* 脏读：读取到其他事务未提交的数据
* 不可重复读问题：指的是在同一个事务中，多次查询同一条数据（已经存在的数据），由于其他事务的修改，导致查询的结果不一样。
* 幻读：指的是在一个事务中，查询一个范围内的数据，一般是count,多次返回的数量不一样，查询到其他事务新插入的数据。
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结论：先说一下结论，在RR隔离级别下，幻读问题可以通过mvcc机制和间隙锁或临键锁解决（必需让查询语句使用当前读，不能使用快照读）。
下面举了一些示例：CREATE TABLE `gap_test` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'id', `number` int(11) NOT NULL COMMENT '数字', PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, KEY `index_number` (`number`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=31 DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=COMPACT COMMENT='间隙锁表'
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1.成功解决幻读的问题示例:
#间隙锁示例：(间隙锁之间是兼容的，高并发的场景下，不正确的使用可能会导致死锁) session 1: begin; select * from gap_test where number = 8 from update; // 记录不存在，执行成功 session 2: begin; select * from gap_test where number = 8 from update; // 记录不存在，执行成功 insert into gap_test value (11，11);//阻塞 insert into gap_test value (7，5);//阻塞 insert into gap_test value (2,5);//执行成功 insert into gap_test value (14,11);//执行成功 这时会对number=8进行检索，检索不到记录，会向左取最近的值number=5作为左区间，向右取最近的值number=11作为右区间，所以session 1锁的间隙范围为：number（5，11）。即在(id=6,number=5)和（id=13,number=11）这个间隙范围内不能插入任何数据。 #临键锁示例： session 1: begin; select * from gap_test where number = 5 from update;//记录存在，执行成功(会加写锁) session 2: begin; select * from gap_test where number = 5 from update;//阻塞(写锁互斥) insert into gap_test value (4，4);//阻塞 insert into gap_test value (4，5);//阻塞 insert into gap_test value (8，8);//阻塞 insert into gap_test value (11，11);//阻塞 insert into gap_test value (2,4);//执行成功 insert into gap_test value (14,11);//执行成功 这时会对number = 5进行检索，检索到记录之后，会对number =5的记录加写锁，然后向左取最近的值number=4作为左区间，向右取最近的值number=11作为右区间，所以session 1锁的间隙范围为：number(4,5),number(5,11)。即在（id=3,number=4）和（id=6,number=5）、（id=6,number=5）和（id=13,number=11）之间的间隙范围内不能插入任何数据。 -
2.没有解决幻读问题的示例：
- 上面的示例产生了幻读问题。事务A和事务B同时执行，事务A修改了事务B的新提交的记录，再查询时查到上次没有查到的记录，产生了幻读。要彻底解决幻读问题，查询语句需要加锁，由快照读变为当前读。
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3.高并发的场景下，不正确的使用可能会导致死锁示例：
- 事务A和事务B同时开启事务执行查询语句，这个间隙锁的范围是（30, +oo），事务B先在间隙锁范围内插入一条语句,事务A也在间隙锁范围内插入一条语句，然后发生了死锁。
- 我们执行一下SHOW ENGINE INNODB STATUS语句查看死锁日志：
===================================== 2024-01-12 16:42:35 4af4 INNODB MONITOR OUTPUT ===================================== Per second averages calculated from the last 34 seconds ----------------- BACKGROUND THREAD ----------------- srv_master_thread loops: 661 srv_active, 0 srv_shutdown, 239375 srv_idle srv_master_thread log flush and writes: 240027 ---------- SEMAPHORES ---------- OS WAIT ARRAY INFO: reservation count 156 OS WAIT ARRAY INFO: signal count 155 Mutex spin waits 228, rounds 1256, OS waits 27 RW-shared spins 125, rounds 3674, OS waits 121 RW-excl spins 4, rounds 264, OS waits 4 Spin rounds per wait: 5.51 mutex, 29.39 RW-shared, 66.00 RW-excl ------------------------ ### 发生死锁 LATEST DETECTED DEADLOCK ------------------------ 2024-01-12 16:40:30 48e8 *** (1) TRANSACTION: TRANSACTION 1488272, ACTIVE 67 sec inserting mysql tables in use 1, locked 1 LOCK WAIT 3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1 MySQL thread id 39, OS thread handle 0x5c68, query id 2627 ::1 root update insert into gap_test value (40,36) *** (1) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 2067 page no 4 n bits 88 index `index_number` of table `test`.`gap_test` trx id 1488272 lock_mode X insert intention waiting Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;; *** (2) TRANSACTION: TRANSACTION 1488273, ACTIVE 48 sec inserting mysql tables in use 1, locked 1 3 lock struct(s), heap size 360, 2 row lock(s), undo log entries 1 MySQL thread id 38, OS thread handle 0x48e8, query id 2628 ::1 root update insert into gap_test value (41,37) *** (2) HOLDS THE LOCK(S): RECORD LOCKS space id 2067 page no 4 n bits 88 index `index_number` of table `test`.`gap_test` trx id 1488273 lock_mode X Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;; *** (2) WAITING FOR THIS LOCK TO BE GRANTED: RECORD LOCKS space id 2067 page no 4 n bits 88 index `index_number` of table `test`.`gap_test` trx id 1488273 lock_mode X insert intention waiting Record lock, heap no 1 PHYSICAL RECORD: n_fields 1; compact format; info bits 0 0: len 8; hex 73757072656d756d; asc supremum;; *** WE ROLL BACK TRANSACTION (2) ------------ TRANSACTIONS ------------ Trx id counter 1488278 Purge done for trx's n:o < 1488278 undo n:o < 0 state: running but idle History list length 583 LIST OF TRANSACTIONS FOR EACH SESSION: ---TRANSACTION 0, not started MySQL thread id 41, OS thread handle 0x4ac8, query id 2577 ::1 root cleaning up ---TRANSACTION 1488267, not started MySQL thread id 40, OS thread handle 0x4af4, query id 2629 ::1 root init SHOW ENGINE INNODB STATUS ---TRANSACTION 1488273, not started MySQL thread id 38, OS thread handle 0x48e8, query id 2628 ::1 root cleaning up ---TRANSACTION 1488272, ACTIVE 192 sec 4 lock struct(s), heap size 1184, 3 row lock(s), undo log entries 1 MySQL thread id 39, OS thread handle 0x5c68, query id 2627 ::1 root cleaning up -------- FILE I/O -------- I/O thread 0 state: wait Windows aio (insert buffer thread) I/O thread 1 state: wait Windows aio (log thread) I/O thread 2 state: wait Windows aio (read thread) I/O thread 3 state: wait Windows aio (read thread) I/O thread 4 state: wait Windows aio (read thread) I/O thread 5 state: wait Windows aio (read thread) I/O thread 6 state: wait Windows aio (write thread) I/O thread 7 state: wait Windows aio (write thread) I/O thread 8 state: wait Windows aio (write thread) I/O thread 9 state: wait Windows aio (write thread) Pending normal aio reads: 0 [0, 0, 0, 0] , aio writes: 0 [0, 0, 0, 0] , ibuf aio reads: 0, log i/o's: 0, sync i/o's: 0 Pending flushes (fsync) log: 0; buffer pool: 0 3071 OS file reads, 882 OS file writes, 559 OS fsyncs 0.00 reads/s, 0 avg bytes/read, 0.00 writes/s, 0.00 fsyncs/s ------------------------------------- INSERT BUFFER AND ADAPTIVE HASH INDEX ------------------------------------- Ibuf: size 1, free list len 0, seg size 2, 0 merges merged operations: insert 0, delete mark 0, delete 0 discarded operations: insert 0, delete mark 0, delete 0 Hash table size 276707, node heap has 8 buffer(s) 0.00 hash searches/s, 0.00 non-hash searches/s --- LOG --- Log sequence number 1239834765 Log flushed up to 1239834765 Pages flushed up to 1239834765 Last checkpoint at 1239834765 0 pending log writes, 0 pending chkp writes 251 log i/o's done, 0.00 log i/o's/second ---------------------- BUFFER POOL AND MEMORY ---------------------- Total memory allocated 137428992; in additional pool allocated 0 Dictionary memory allocated 4504559 Buffer pool size 8192 Free buffers 5820 Database pages 2364 Old database pages 888 Modified db pages 0 Pending reads 0 Pending writes: LRU 0, flush list 0, single page 0 Pages made young 0, not young 0 0.00 youngs/s, 0.00 non-youngs/s Pages read 2339, created 25, written 525 0.00 reads/s, 0.00 creates/s, 0.00 writes/s No buffer pool page gets since the last printout Pages read ahead 0.00/s, evicted without access 0.00/s, Random read ahead 0.00/s LRU len: 2364, unzip_LRU len: 0 I/O sum[0]:cur[0], unzip sum[0]:cur[0] -------------- ROW OPERATIONS -------------- 0 queries inside InnoDB, 0 queries in queue 0 read views open inside InnoDB Main thread id 7344, state: sleeping Number of rows inserted 34, updated 25, deleted 0, read 3991433 0.00 inserts/s, 0.00 updates/s, 0.00 deletes/s, 0.00 reads/s ---------------------------- END OF INNODB MONITOR OUTPUT ============================