1. 前言
在 MySQL 数据库的事务处理中，幻读是一个较为复杂且关键的概念。很多人可能会误解 MVCC（多版本并发控制）能够完全解决幻读问题，今天我们就深入探讨一下这个问题，并且分析一下在 MySQL 中到底是如何解决幻读的，特别是 Next - Key 锁在其中扮演的角色，想要了解加锁过程，可以阅读前篇《如何加锁的》。
2. MVCC为什么无法避免幻读
MVCC 是一种并发控制的方法，它通过为每个事务提供一个数据的快照视图来实现并发事务的隔离。在 MVCC 下，每个数据行可能存在多个版本，每个版本有自己的创建时间和删除时间（逻辑上的）。事务可以看到在其启动时已经提交的数据版本。
假设我们有一个名为 employees 的表，包含 id 和 name 两个字段。
CREATE TABLE employees (id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50)
);INSERT INTO employees (id, name) VALUES (1, 'John'), (2, 'Jane'), (3, 'Bob');
现在有两个事务 T1 和 T2 同时进行。
事务 T1 执行以下操作：
-- 事务T1开始
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
-- 查询所有员工
SELECT * FROM employees;
此时事务 T1 得到了一个员工列表的快照。
事务 T2 执行以下操作：
-- 事务T2开始
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
START TRANSACTION;
INSERT INTO employees (id, name) VALUES (4, 'Alice');
COMMIT;
当事务 T1 再次执行相同的查询时：
-- 在事务T1中再次查询
SELECT * FROM employees;
-- 发现结果集中多了一条记录，出现幻读
在这种情况下，MVCC 虽然保证了事务 T1 在两次查询时看到的是不同时刻的一致数据版本，但是由于事务 T1 没有对查询结果集进行范围锁定，新插入的数据（事务 T2 插入）在 T1 的下一次查询中就 “幻像” 般地出现了。所以，MVCC 在这种情况下不能避免幻读。这是因为 MVCC 主要侧重于解决并发事务之间的读写冲突，对于这种范围查询中新增数据的情况，它并不能完全防范。
3. Next - Key 锁是如何解决幻读的
Next - Key 锁是一种组合锁，它实际上是记录锁（Record Lock）和间隙锁（Gap Lock）的组合。记录锁锁定索引中的一条记录，而间隙锁锁定索引记录之间的间隙。例如，对于一个索引值为 1、3、5 的索引列，当对值为 3 的记录加 Next - Key 锁时，它不仅锁定了值为 3 的记录本身（记录锁），还锁定了 1 和 3 之间、3 和 5 之间的间隙（间隙锁）。就像我们上篇介绍的大于和小于的查询是如何加锁的一样。
我们还是以 employees 表为例，并且假设 id 字段是有索引的。
事务 T1 执行以下操作：
-- 事务T1开始，设置隔离级别为可重复读
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
-- 对id范围进行查询并加锁
SELECT * FROM employees WHERE id BETWEEN 1 AND 3 FOR UPDATE;
此时，事务 T1 对 id 在 1 到 3 之间的记录和间隙都加上了 Next - Key 锁。
事务 T2 执行以下操作：
-- 事务T2开始
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
START TRANSACTION;
INSERT INTO employees (id, name) VALUES (2, 'NewBob');
-- 这个插入操作会被阻塞，因为事务T1已经锁定了相关的记录和间隙
当事务 T1 再次执行相同的查询时：
-- 在事务T1中再次查询
SELECT * FROM employees WHERE id BETWEEN 1 AND 3 FOR UPDATE;
-- 结果与第一次查询一致，没有出现幻读
通过 Next - Key 锁，事务 T1 锁定了查询范围内的所有可能出现新数据的位置（记录和间隙），从而防止了其他事务在这个范围内插入新的数据，有效地解决了幻读问题。
4. 总结
在 MySQL 中，虽然 MVCC 是一个非常强大的并发控制机制，但它不能完全解决幻读问题。幻读问题在不同的事务隔离级别下有不同的表现，而在可重复读隔离级别下，Next - Key 锁通过对记录和间隙的锁定，弥补了 MVCC 在防止幻读方面的不足。对于开发人员和数据库管理员来说，深入理解 MVCC 和 Next - Key 锁的工作原理，有助于在设计和管理数据库应用时，正确处理并发事务，确保数据的一致性和准确性。