MVCC 是什么以及为何设计间隙锁

在数据库领域，MVCC（多版本并发控制）和间隙锁都是重要的概念，理解它们对于优化数据库性能和保障数据一致性至关重要。

MVCC 是一种并发控制机制，它允许在不阻塞读写操作的情况下，实现多个事务的并发执行。传统的数据库并发控制方式，如锁机制，在高并发场景下可能会导致性能瓶颈，因为读写操作会相互阻塞。而 MVCC 通过为每个数据版本创建一个时间戳或版本号，使得读操作可以访问旧版本的数据，而写操作则创建新的数据版本。这样，读操作不会阻塞写操作，写操作也不会阻塞读操作，大大提高了系统的并发性能。

例如，在一个电商系统中，大量用户同时进行商品查询（读操作）和下单（写操作）。如果使用传统锁机制，可能会出现查询操作等待下单操作释放锁的情况，影响系统响应速度。而 MVCC 可以让查询操作直接读取旧版本数据，不影响下单操作的执行。

然而，MVCC 并非完美无缺。在某些情况下，它可能会导致幻读问题。幻读是指在一个事务中，两次相同的查询得到了不同的结果集，因为在两次查询之间，另一个事务插入了新的数据。为了解决幻读问题，数据库引入了间隙锁。

间隙锁是一种特殊的锁，它锁定的不是数据本身，而是数据之间的间隙。当一个事务使用间隙锁锁定某个间隙时，其他事务无法在该间隙插入新的数据。例如，在一个按订单编号排序的表中，事务 A 对订单编号 100 到 200 之间的间隙加了间隙锁，那么事务 B 就无法在这个范围内插入新的订单记录，从而避免了幻读的发生。

间隙锁的设计有效地弥补了 MVCC 在处理幻读问题上的不足，进一步增强了数据库的并发控制能力。它与 MVCC 相辅相成，共同保障了数据库在高并发环境下的数据一致性和完整性。