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让范围查询告别幻读,搞懂间隙锁!

后端

在数据库的世界里,我们经常会遇到 幻读 这个概念,它指的是在同一事务中,两次执行相同的范围查询,却得到了不同的结果。这种现象的发生,往往是因为在两次查询之间,有其他事务插入或删除了满足查询条件的数据。为了防止幻读的发生,MySQL引入了 间隙锁 的概念。间隙锁是在索引中两个相邻索引键之间的空间上设置的锁。当一个事务对某个范围进行查询时,MySQL会自动为该范围设置间隙锁,以防止其他事务在该范围内插入或删除数据。

案例详解:防止幻读

案例一:防止幻读

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `t` (`id`, `name`) VALUES (1, '张三'), (2, '李四'), (3, '王五');

-- 开启一个事务
START TRANSACTION;

-- 执行第一次查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 1 AND 3;

-- 其他事务插入一条数据
INSERT INTO `t` (`id`, `name`) VALUES (2, '赵六');

-- 执行第二次查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 1 AND 3;

-- 回滚事务
ROLLBACK;

在这个案例中,我们首先执行了一个查询,获取了ID在1到3之间的所有数据。然后,在事务提交之前,另一个事务插入了一条新数据。尽管如此,由于我们使用了事务,第二次查询的结果与第一次查询的结果相同,没有出现幻读现象。

案例二:确保并发查询的一致性

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `t` (`id`, `name`) VALUES (1, '张三'), (2, '李四'), (3, '王五');

-- 开启两个事务
START TRANSACTION;
START TRANSACTION;

-- 第一个事务执行查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 1 AND 3;

-- 第二个事务删除一条数据
DELETE FROM `t` WHERE `id` = 2;

-- 第一个事务提交
COMMIT;

-- 第二个事务回滚
ROLLBACK;

在这个案例中,我们首先执行了一个查询,获取了ID在1到3之间的所有数据。然后,在第一个事务提交之前,第二个事务删除了ID为2的数据。但由于第二个事务回滚了,所以删除操作被撤销,ID为2的数据仍然存在。因此,第一个事务查询的结果仍然是:

+----+------+
| id | name |
+----+------+
| 1 | 张三 |
| 2 | 李四 |
| 3 | 王五 |
+----+------+

这就是间隙锁的作用,它确保了并发查询的一致性,即使在其他事务删除数据的情况下,查询结果仍然是正确的。

案例三:提高并发性能

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `t` (`id`, `name`) VALUES (1, '张三'), (2, '李四'), (3, '王五');

-- 开启多个事务
START TRANSACTION;
START TRANSACTION;
START TRANSACTION;

-- 第一个事务执行查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 1 AND 3;

-- 第二个事务执行查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 2 AND 4;

-- 第三个事务执行查询
SELECT * FROM `t` WHERE `id` BETWEEN 3 AND 5;

-- 所有事务提交
COMMIT;
COMMIT;
COMMIT;

在这个案例中,我们分别执行了三个查询,分别查询了不同的ID范围。由于间隙锁只会在相邻的索引键之间设置,所以这三个事务不会相互阻塞。因此,三个事务可以并发执行,从而提高了数据库的并发性能。

其他应用场景

除了防止幻读和确保并发一致性之外,间隙锁还可以用于其他场景,例如:

  • 范围锁定: 通过对整个范围设置间隙锁,可以防止其他事务对该范围内的所有数据进行写入操作。
  • 死锁避免: 在某些情况下,间隙锁可以帮助避免死锁,例如在多个事务同时尝试更新同一行数据时。

结论

间隙锁是一个非常重要的数据库概念,它可以防止幻读的发生,确保并发查询的一致性,提高数据库的并发性能。掌握了间隙锁的使用,可以帮助你编写出更健壮、更高效的SQL语句。

常见问题解答

  1. 什么是间隙锁?

    间隙锁是在索引中两个相邻索引键之间的空间上设置的锁。

  2. 间隙锁如何防止幻读?

    当一个事务对某个范围进行查询时,MySQL会自动为该范围设置间隙锁,以防止其他事务在该范围内插入或删除数据。

  3. 间隙锁如何确保并发查询的一致性?

    间隙锁可以防止其他事务修改查询范围内的锁定的数据,从而确保并发查询结果的一致性。

  4. 间隙锁如何提高数据库的并发性能?

    间隙锁只会在相邻的索引键之间设置,因此可以防止多个事务对同一范围的数据进行并发操作,从而提高数据库的并发性能。

  5. 间隙锁的应用场景有哪些?

    间隙锁的应用场景包括防止幻读、确保并发查询的一致性、范围锁定和避免死锁。