InnoDB可重复读隔离级别是如何实现的

断断续续花了些时间，参考挺多文章，在自己的理解上总结出来以下内容，
以后忘了的时候可以翻出来看看。如果大家之前不太了解这一部分的东西，
可花点耐心把这篇看完，我想会对各位有一些帮助的，若无收获你来砍我。

mysql多事务并发的场景下会出现的问题：

1、脏读

事务A执行过程中的一次查询，读到了事务B修改但并未提交的数据，
后来B回滚,导致A读到了错误数据，这是脏读。

2、不可重复读

事务A两次相同查询的间隔中，事务B修改了这些记录的数据并提交，
导致A两次读到的记录数据不一致，这是不可重复读。

3、幻读

事务A两次相同查询的间隔中，事务B插入了符合条件的记录并提交，
导致A两次读到的记录条数不一致，这是幻读。

隔离级别

标准隔离级别总共有四种

1、读未提交(Read Uncommitted)

一般不会用于实际项目。

2、读已提交(Read Committed)

大部分数据库的默认隔离级别，如oracle、sql server等，
但是不包括mysql InnoDB。

3、可重复读(Repeatable Read)

mysql InnoDB默认的隔离级别。

4、可串行化(Serializable)

事务隔离的最高级别，会使数据库的并发性能大幅下降，现实中应用很少。

各隔离级别对应的问题：

常见锁

在分析今天的问题之前，我们先了解一些常见锁的基础概念。

乐观锁和悲观锁

它们不是真实存在的锁，只是一种机制或者说是理论。

共享锁(Shared Lock)也叫读锁或S锁

若事务A对数据对象a加上S锁，则事务A只能读a；
其他事务还可以再对a加S锁，却不能加X锁，直到A释放a上的S锁；
这样保证了其他事务可以读a，但在A释放a上的S锁之前不能对a做任何修改。

排它锁(Exclusive Lock)也叫写锁或X锁

若事务A对数据对象a加上X锁，则事务A可以读或写a，其他事务则不可以再对a加任何锁。

行锁(Record Lock)

锁住对应的行，使其它事务无法修改这些数据，但是无法限制insert操作。

间隙锁(Gap Lock)

锁住一个范围，使其它事务无法在该范围内插入数据。(这个我后面会再细说)

Next-Key Lock

Record Lock + Gap Lock。

MVCC(multiversion concurrency control)

多版本并发控制MVCC是以乐观锁为理论基础的一种可以用来增强并发性的强大技术。

事务版本号

事务版本号是一个从1开始的自增计数，是事务的唯一标识，
事务开启的时候分配，版本号的大小可以用来表示事务的串行化顺序，用于事务可见性的判断。

MVCC在InnoDB中的实现

在InnoDB中，会在每行数据后添加两个额外的隐藏的值，
这两个值一个记录这行数据何时被创建（创建它的事务的版本号），
另外一个记录这行数据何时被删除（删除它的事务的版本号）。

在RR可重复读隔离级别下的增删查改

delete：

记录对应行的删除版本号为当前事务版本号，delete也是假删除。

update：

1、删除原来记录，删除版本号同上；
2、新增一条记录，创建版本号为当前事务版本号。

insert：

同上第2步。

select：

查询创建版本号<=当前事务版本号and（删除版本号>当前事务版本号 or 删除版本号为null）的记录。

快照读(snapshot read)和当前读(locking read)

快照：

事务中第一个这样读读到的数据的一个readView，即该时间点数据的一个快照。

快照读：

在RR隔离级别下，同一事务中后边所有这样的读读到的都是第一个这样读的快照，
或是被当前事务刷新过的快照，这样做到了可重复读。

当前读：

读取当前最新版本的数据。
(当前读的具体定义，大家可以去打听一下，这里只是顺便提一下。)

举个简单的例子：
假设事务A更新表中某一记录的a字段，而事务B也更新这条记录的b字段，
事务B先提交，如果事务A读取的是这条记录快照版本，那么它看不到事务B所提交的修改，
在此基础上更新的话就会覆盖B之前的修改，这样一来，B的修改就丢失了，而这样是不可接受的。

所以，在写的时候一定不是快照读，而是当前读。

InnoDB如何在可重复读级别解决了幻读的问题

可重复读

这段话的大致意思是，在默认的隔离级别中，普通的SELECT用的是快照读不加锁。
而对于当前读、UPDATE和DELETE，则需要加锁，至于加什么锁视情况而定：
如果对一个唯一索引使用了唯一的检索条件，那么只需锁定索引记录即可；
如果你没有使用唯一索引作为检索条件，或者用到了索引范围扫描，
那么将会使用间隙锁或者next-key锁以此来阻塞其它会话向这个范围内的间隙INSERT数据，避免幻读；
如果你使用没有索引的字段作为检索条件，那么会给全表加上X锁！

间隙锁

下面是InnoDB的聚集索引结构图，其中非叶子节点里蓝色的区域即是索引之间的间隙。

假设一个索引包含以下几个值：10、11、13、20，那么表的索引间隙：
(负无穷, 10)，
(10, 11)，
(11, 13)，
(13, 20)，
(20, 正无穷)。

至于InnoDB为什么要采用间隙锁这样的方式去避免幻读，毕竟这样会不可避免地锁住一些非必要的区间，由于本人水平有限，不太明白，希望有懂得的人说一下。

参考文章：

狂乱的贵公子：MySQL事务隔离级别的实现原理
ameng：Innodb中的事务隔离级别和锁的关系
风雨之间：MySQL是如何解决不可重复读隔离级别中的幻读问题的
littlewhit：MySql进阶-间隙锁（gap-key）
邓小闲：答MySQL 是如何实现四大隔离级别的？